Estudiante

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA

AMPLIFICADOR OPERACIONAL

INGENIERO EN MECATRÓNICA

DAVID EDUARDO GONZÁLEZ ATONDO
INVESTIGACION:
CONVERSION ANALOGICA/DIGITAL Y DIGITAL/ANALOGICA CON OP-AMPS

1. Introducción

Entre las señales válidas para los sistemas digitales y las señales analógicas que son las que habitualmente encontramos en la naturaleza es necesario realizar unaconversión que permita comunicar los sistemas digitales con el exterior.
Esta comunicación se efectuar a en dos direcciones:
1. desde el sistema digital hacia el exterior, efectuando una conversión digital/analógica (D/A).
2. desde el exterior hacia el sistema digital, efectuando una conversión analógica/digital (A/D).
Existen una gran cantidad de conversores implementados mediante una combinaciónde componentes electrónicos analógicos y digitales. La elección entre uno u otro diseño dependerá de las prestaciones que se requieran para cada aplicación.

2. Conversión digital/analógica (D/A) con ponderación binaria

Vamos a montar un sencillo sistema de conversión digital/analógica, en el que convertiremos la señal generada mediante un sistema digital para obtener una señal analógica ala salida del circuito. Nuestro sistema digital va a ser un contador integrado 74LS93A, circuito muy versátil, que permite, modificando las conexiones externas, configurarlo para efectuar una cuenta que podemos truncar en cualquier punto de la secuencia.
Utilizaremos, para construir las señales digitales que queremos convertir, las configuraciones del 74LS93A que se muestran en la figura 1(analizar razonadamente, mediante el esquema de bloques del integrado que se anexa, como se genera cada secuencia):

Figura 1: Configuración de un contador modulo 16, 10 y 5 respectivamente
Las señales obtenidas Q0, Q1, Q2 y Q3 serán las señales digitales, cuyo valor (4 bits) vamos a convertir en una señal analógica. El valor de la señal digital es una simple cuenta que va desde cero hasta el modulodado por la configuración respectiva, y por tanto su conversión analógica será una rampa lineal hasta dicho valor. Uno de los conversores D/A más simple es el de ponderación binaria, que se construye mediante una red de resistencias en el que los valores de las resistencias son inversamente proporcionales a los pesos binarios de cada bit digital de la señal de entrada al conversor. Mediante unamplificador operacional, convertimos la intensidad de corriente que circula por cada rama del circuito (y que será proporcional al peso del bit correspondiente), en una señal de voltaje analógica cuyo valor corresponderá al valor binario dado por los cuatro bits de la señal digital. Montar el siguiente circuito para el conversor D/A utilizaremos las resistencias dadas (cuyo valor nominal estándardiere ligeramente del idóneo indicado en el esquema), y el amplificador operacional del integrado LM741. Para alimentar el amplificador operacional es necesario conectar la alimentación del integrado a ��12 V /+12 V , para lo que utilizaremos las dos fuentes de tensión interconectadas como indica la figura, creando un nodo intermedio a tierra, que será la referencia de tierra para todos el circuito.La alimentación de los otros circuitos integrados se realiza entre 0 y 5 V, utilizando la alimentación TTL de la fuente de tensión. Antes de conectar los integrados, comprobar la polaridad de las alimentaciones con el milímetro.

Las señales de entrada Q0, Q1, Q2 y Q3 del conversor, son las que obtenemos a la salida del contador 74LS93A y que debemos conectar respetando el peso de cada bit.Una vez montado el circuito, efectuar las siguientes medidas:

1. Comprobar, visualizando en el osciloscopio las señales Q0, Q1, Q2 y Q3, si la secuencia generada por el contador en sus tres diferentes configuraciones es la correcta.
2. Superponer para visualizar en el osciloscopio la señal de reloj que introducimos en el contador, y la señal de salida Vout que obtenemos del conversor....