ingeniero

Diseño electrónico II
Conferencia #14: Conversores.
Sumario:
Generalidades de los conversores.
Conversores D/A.
Conversores A/D.
Parámetros de los conversores.
Circuitos muestreadores/fijadores.
Sistemas de adquisición de datos y control.
Bibliografía:
1- Sedra, Adel S. y Kenneth C. Smith. Circuitos microelectrónicos. 4ª edición, Oxford, 2002.
2- Neamen, Donald A. MicroelectronicsCircuit Analysis and Design. 4th Edition, McGraw-Hill, 2010.
3- Millman, Jacob and Arvin Grabel. Microelectronics. 2nd edition, McGraw-Hill, 1987.

Generalidades de los conversores.
Otra de las aplicaciones en que participan los AO es en los circuitos conversores o convertidores Analógicos/Digitales (A/D) y Digitales/Analógicos (D/A). Tienen una importancia enorme para las aplicacionesdesarrolladas dentro del campo de la Electrónica, sirviendo de interfaz entre las variables analógicas que caracterizan al mundo exterior y los equipos que se encargan de su medición y/o control. Los conversores se usan en: los equipos de medición y prueba, los sistemas de control digital, los sistemas telemétricos y los sistemas de computación.
Estos circuitos obedecen a la ley general de conversión queviene dada por la expresión:
A= RD donde:
A: señal analógica considerada.
R: voltaje analógico de referencia.
D: señal digital o palabra digital (cantidad fraccionaria) y equivalente a:
D= a12⁻¹ + a22⁻² + a32⁻³ + … +
an indica la presencia o no de un bit y puede tomar valores binarios (0 ó 1).



Conversores D/A.
El conversor D/A es un circuito decodificador que recibe a su entradauna señal digital D y una referencia analógica R, brindando a su salida una señal analógica A. La figura 1. 54 muestra su esquema en bloques y una analogía mediante un potenciómetro. A partir de los valores seleccionados para R1 y R2 y tomando como reverencia a Vr se obtendrá un voltaje de salida Vs, equivalente al divisor que relaciona a las resistencias con la fuente Vr.

En el conversor D/A secumple directamente que:
A= R(a12⁻¹ + a22⁻² + a32⁻³ + … + )
O sea, que para todo valor de D siempre hay un valor de A. El máximo valor de A se obtiene cuando todos los bits de la palabra binaria están en 1. En las aplicaciones prácticas A siempre es menor que R.
Conversor D/A de resistencias ponderadas.
Este conversor basa su principio de funcionamiento en el de un amplificador sumador, dondelas resistencias asociadas a cada una de las fuentes conectadas a la entrada inversora, tienen la característica de que a partir del valor R la siguiente será el doble de la anterior (véase la figura 1.55).

Características de este conversor:
1- Es muy simple, directo y rápido.
2- Alta dispersión de los valores de resistencias, lo que implica poca precisión y estabilidad frente a lasvariaciones de temperatura y por el envejecimiento.
3- Tiene tantas entradas como bits tenga la palabra a convertir.
4- La corriente total y el voltaje a la salida se calculan como:
IT = S1 + S2 + S3 + … + Sn
Sacando factor común queda que:
IT = (S12⁻¹ + S22⁻² + S32⁻³ + … + )
Como Vo = -ITRf puede plantearse que:
Vo = - (S12⁻¹ + S22⁻² + S32⁻³ + … + )
Conversor D/A de redes resisitivas R-2R tipoT (red en escalera tipo T).
Constituido básicamente por un AO y un grupo de resistores que toman únicamente dos valores R y 2R (véase la figura 1.56), con lo cual se elimina el problema que tenía el conversor de resistencias ponderadas en cuanto a la dispersión de los valores de dichas resistencias.

Características de este conversor:
1- Tiene tantas entradas como bits tenga la palabra aconvertir.
2- La impedancia vista desde un nodo cualquiera hacia una cualquiera de las tres ramas que concurren en dicho nodo son iguales y de valor 2R, lo cual se aprecia en la figura 1.57a). Tomando como base los circuitos equivalentes mostrados en la figura 1.57b) y c) se pueden calcular los voltajes V2R y VR como:
V2R= Vr = = Vr
VR= Vr =
3- La corriente que fluye hacia cada nodo por una...