Módulo G21

MÓDULO G21
Es un módulo de transmisión de datos analógicos constituido por un convertidor V/F, un convertidor F/V y un optoacoplador. Este último se usa para llevar a cabo la transmisión de datos analógicos, ya que es necesario utilizar un sistema transmisor que resulte aislado eléctricamente de la parte receptora. A continuación se muestra el circuito del mismo.



Convertidor de voltajea frecuencia (CVF)
Es aquel que toma la frecuencia de alguna señal periódica y la hace proporcional a un voltaje de control analógico. La salida en frecuencia puede ser de cualquier forma de onda periódica, generalmente una onda cuadrada o un tren de pulsos si la salida está destinada a activar un contador de cualquier clase. El CVF empleado en este módulo es el de salida de tren de pulsos.Este convertidor requiere de dos amplificadores operacionales, los cuales deben tener buenas características de saturación, elevada impedancia de entrada y buena capacidad de máxima rapidez de cambio. Los amplificadores operacionales del tipo J-FET cumplen con estas características.

El factor de conversión de este circuito se determina de acuerdo a las siguientes ecuaciones:

ySustituyendo

Si , entonces

La linealidad de este circuito es bastante buena a bajas frecuencias, donde Tp es mucho menor que T1, pero es mala a altas frecuencias.

Principio de funcionamiento del CVF de salida de tren de pulsos
El circuito electrónico del convertidor V/F constituye el cuadro "V/F CONVERTER" del módulo G21. Cuando la salida del comparador es (saturación inferior), laposición de los interruptores analógicos es la representada en la figura mostrada a continuación.
Los amplificadores operacionales IC1 e IC2 constituyen, respectivamente, el amplificador de entrada no inversor e inversor. El potenciómetro RV1 junto con la resistencia R3 sirven para fijar la frecuencia mínima del convertidor. Esto es útil cuando se requiere que a un voltaje de entrada nulo lecorresponda una frecuencia de salida distinta de cero, para facilitar la operación inversa y para asegurar la transmisión del dato analógico "0". Para ello se introduce un voltaje de "offset" constante (mediante R3 y RV1) que permite obtener en la salida una cierta frecuencia.
El operacional IC3 constituye el integrador, con constante de integración igual a R9C o a R11C, según se trate de una rampa debajada o de subida.
El potenciómetro RV2 sirve para equilibrar el "offset" de las dos señales (positiva o negativa) aplicadas al integrador, de modo que la onda cuadrada de salida resulte simétrica.
El comparador IC4 confronta la señal de salida del integrador con el voltaje de cero volts (rampa de subida) o con un voltaje negativo (rampa de bajada) adecuadamente escogida como para que lafrecuencia de salida sea máxima. El valor de esta última se determinará variando el potenciómetro RV3.
Los interruptores analógicos de que consta el circuito integrado IC5 funcionan de la manera siguiente: cuando la salida del comparador IC4 está en cero, los interruptores "a", "c" y "d" se hallan en la condición de reposo (contactos cerrados). Ahora, en el punto 3 hay un voltaje de que sirve paracontrolar la apertura del contacto del interruptor "b". Por lo tanto, en la entrada del integrador IC3 se encuentra aplicada la señal de entrada amplificada y sin invertir.
El umbral de conmutación del comparador IC4 está fijado en el valor del voltaje negativo establecido por el divisor R15-RV3.
Tan pronto como el voltaje del punto 6 alcanza . (saturación superior) los contactos de los interruptores"a", "c" y "d" se abren, mientras que el interruptor "b" se cierra, ya que el voltaje del punto 3 es de . De este modo en la entrada del integrador se halla ahora aplicada la señal de entrada amplificada e invertida, mientras que el umbral de conmutación del comparador es ahora de .
Se han elegido los valores de los componentes de forma que una frecuencia de salida de 1 Khz corresponda a un...