Convertidores A/C D/C

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO

FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ARAGON


Amplificadores Operacionales
Convertidor Digital-Analógico
El convertidor digital analógico(CDA) transforma señales digitales en analógicas.
Éste puede realizarse de muchas maneras. Una realización simple es la escalera ponderada binaria que aparece en esta figura:

Los bits son ponderaciones según lamagnitud de su valor de posición, por valor descendente de Rf/Rn, de modo que cada bit menor tiene la mitad de peso del inmediato superior. Éste es obviamente un amplificador sumador inversor. La salida se relaciona con las entradas. Así,

La entrada V1 se llama bit más significativo (BMS o MSB por sus siglas en inglés), en tanto que la entrada V4 es el bit menos significativo (BMES o LSB por sussiglas en inglés). Cada una de las cuatro entradas binarias V1,…,V4 sólo puede asumir dos niveles de tensión: 0o1V. Aplicando los valores adecuados de entrada y resistor de retroalimentación, el CDA arroja una sola salida, la cual es proporcional a las entradas.

El conversor D/A esta dividido en 2 circuitos: La red de resistencia y el amplificador sumador. La tensión de entrada (Vin) se aplica através de los conmutadores de entrada (D, C, B, A), en la parte superior del esquema. La tensión de salida analógica (Vout) se mide con un voltímetro. a la derecha. La tensión de entrada Vin es de 3V, y la salida varia de acuerdo a la tabla de verdad 1. Observar los valores de las resistencias en la red de resistencias. La resistencia que corresponde al MSB (o sea R4) es la resistencia de valormas bajo. La resistencia R3, o sea, la resistencia con peso 4 es dos veces la resistencia R4. También la resistencia R2, es decir la entrada cuyo peso es 2, es 2 veces la resistencia de R3 y así sucesivamente. Para que un conversor D/A se preciso hay que tener en cuenta lo siguiente:
1. Los valores de resistencia deben ser bastantes precisos.
2. La tensión de alimentación también debe serprecisa.

Suponer que un conversor D/A opera de acuerdo con la tabla de verdad 1. Observar que la tensión analógica (Vout) aumenta gradualmente de 0 a 6 V. Cada aumento en la cuenta binaria incrementa la tensión analógica en 0.4 V por ejemplo, cuando la cuenta binaria pasa del 0001 al 0010, la tensión de salida analógica aumenta de 0.4 a 0.8 V
Línea | D | C | B | A | Vout |
1 | 0 | 0 | 0 | 0| 0 |
2 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0.4 |
3 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0.8 |
4 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1.2 |
5 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1.6 |
6 | 0 | 1 | 0 | 1 | 2.0 |
7 | 0 | 1 | 1 | 0 | 2.4 |
8 | 0 | 1 | 1 | 1 | 2.8 |
9 | 1 | 0 | 0 | 0 | 3.2 |
10 | 1 | 0 | 0 | 1 | 3.6 |
11 | 1 | 0 | 1 | 0 | 4.0 |
12 | 1 | 0 | 1 | 1 | 4.4 |
13 | 1 | 1 | 0 | 0 | 4.8 |
14 | 1 | 1 | 0 | 1 | 5.2 |
15 | 1 | 1 | 1 | 0 |5.6 |
16 | 1 | 1 | 1 | 1 | 6.0 |
Tabla 1: Tabla de verdad de un conversor D/A

Ahora considerar activado solamente el conmutador de la entrada A.
 Esto corresponde a la linea 2 de la tabla de verdad 1. Primero calcular la ganancia del amp-op como sigue, observando que el valor de la resistencia de realimentación Rf es de 20 K y el de la resistencia de entrada R1 es de 150K                   Rf    20000
               Av= -- =  -----  = 0.133
                   Ri    15000
La ganancia de tensión del amp-op es de 0.1333 cuando se activa el conmutador ahora se calcula la tensión de salida (Vout)
               Vout = Vin·Av = 3·0.133 = 0.4 V
La tensión calculada para la salida (Vout) del amp-op del conversor D/A de la figura 4 cuando solamente esta activada el conmutador A es de 0.4V estosatisface los requerimientos de la tabla de verdad (linea 2) de la figura 4.
Observar la linea 7 de la tabla de verdad para el conversor D/A figura 1. La entrada binaria es 0110. Se activan 2 conmutadores de entrada C y B Colocando a R3 y a R2 en paralelo formando la resistencia de entrada (Rin) esta debe calcularse de acuerdo con la formula que ya conocemos.
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