compuerta de muestreo

Sistemas Electrónicos

Conversión

Muestreo
DAC
ADC
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INTRODUCCION
Los efectos del ruido son a menudo un problema menor en los sistemas digitales comparados con las
técnicas analógicas. La información digital se puede procesar, almacenar y transmitir con facilidad. Por lo
tanto, en muchos casos elegimos representar magnitudes analógicas en forma digital, lo que da lugar a lapregunta de cómo llevar de una forma a la otra.
El proceso de tomar información analógica (a menudo de varias fuentes) y convertirla a una forma digital,
recibe frecuentemente el nombre de adquisición de datos. Éste proceso tiene varias etapas.
Veremos en forma simplificada el proceso de muestreo de una magnitud analógica para determinar su
naturaleza de variación con el tiempo.
Luego analizaremosel hardware requerido para la reconstrucción de la información digital en una señal
analógica, así como convertir las muestras analógicas a una forma digital.
MUESTREO
Para obtener una imagen de los cambios en una magnitud variable es necesario hacer mediciones regulares.
Este proceso se conoce como muestreo. Es evidente que si una magnitud está cambiando con rapidez
necesitaremos tomarmuestras con mayor frecuencia que si cambia despacio.
La velocidad de muestreo que se requiere estará determinada por los componentes que cambian con mayor
rapidez o, en otras palabras, los de mayor frecuencia, en una señal.
Para determinar la cantidad de muestras por cada unidad de tiempo, se emplea el teorema de muestreo de
Nyquist, el cual establece que la velocidad de muestreo debe ser mayorque el doble de la frecuencia más
alta presente en la señal que se está muestreando. También establece que no se pierde información dentro de
la señal durante el muestreo. En otras palabras, es posible reconstruir por completo la señal original a partir
de las muestras.
En general, la forma de onda que ha de representarse contendrá componentes de muchas frecuencias. Para
muestrearla de maneraconfiable necesitamos conocer la frecuencia más alta presente. Supongamos que
sabemos que cierta señal no contiene componentes por encima de la frecuencia de F Hz. De acuerdo con el
teorema de Nyquist, siempre y cuando tomemos muestras de esta forma de onda a una velocidad mayor que
2F, obtendremos información suficiente para reconstruir por completo la señal original. Esta velocidad
mínima demuestreo en ocasiones se conoce como velocidad de Nyquist.

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La figura (a) muestra una onda senoidal de frecuencia F. La figura (b) muestra los resultados del muestreo de
esta señal a una velocidad mayor que la velocidad de Nyquist. Dadas estas muestras es posible reconstruir la
forma de onda original, pues cualquier otra línea dibujada a través de los puntos de muestra tendríacomponentes de frecuencia por encima de F. Como sabemos que en este caso la señal no tiene componentes
por encima de esta frecuencia, la forma de onda original es la única reconstrucción posible. Como esta
velocidad de muestreo permite reconstruir una señal de frecuencia F, también permitirá reconstruir cualquier
señal que no contenga componentes por encima de esta frecuencia.
La figura (c) ilustra elresultado del muestreo de la forma de onda en una frecuencia por debajo de la
velocidad de Nyquist. Aquí las muestras se pueden reconstruir de varias maneras, incluyendo la que se
muestra en la figura. Ésta evidentemente no es la forma de onda original.
Entonces, si una señal se muestrea por debajo de la velocidad de Nyquist, en general no será posible
reconstruir la señal original. La formade onda generada parece haber sido producida por una señal de
frecuencia más baja que la original. Este efecto se conoce como solapamiento (aliasing) y se asemeja a un
pulso entre la señal y la forma de onda del muestreo.
Se debe señalar que la velocidad de Nyquist está determinada por las frecuencias más altas presentes en la
señal, no por las frecuencias de interés más altas. Si una señal...