Conversión Digital - ghjj PDF

Preview

Summary

ghjj...

Description

CONVERSIÓN DIGITAL – ANALOGICA.(TITULO) Comparación entre digital y analogico Una cantidad digital tiene un valor que se especifica como una de dos posibilidades tales como 0 ó 1, En la práctica, una cantidad digital tal como un voltaje puede en realidad tener un valor que se encuentre en cualquier punto dentro de intervalos especificados, Por ejemplo, para la lógica TTL sabemos que De 0V a 0,8V = 0 lógico; De 2V a 5V = 1 lógico. Por el contrario, una cantidad analógica puede tomar cualquier valor sobre un intervalo continuo de valores ; La mayoría de las variables físicas son analógicas por naturaleza y pueden tomar cualquier valor dentro de un intervalo continuo de valores. A continuación se muestra un esquema en donde se involucra sistema de naturaleza digital como analógica:

. CONVERSIÓN DIGITAL-ANALÓGICA (DAC) En esencia, la conversión DAC es el proceso de tomar un valor representado en Código digital (como binario directo o BCD) y convertirlo en un voltaje o corriente Proporcional al valor digital. La siguiente figura muestra el símbolo para un convertidor DAC.

Observe que hay una entrada para una referencia de voltaje, Esta entrada se utiliza para determinar la salida a escala completa o valor máximo que puede producir el convertidor DAC, Para cada Número de entrada, el voltaje de salida del convertidor DAC es un valor único. De Hecho, para este caso el voltaje de salida analógico Vsal es igual en volts al número binario. En general: Salida analógica = K * entrada digital.

En donde K es el factor de proporcionalidad y es un valor constante para un DAC Para el DAC de la anterior figura suponemos K = 1 V, de manera que: = (1 V)*entrada digital Podemos utilizar esto para calcular para cualquier valor de entrada digital. Por ejemplo, con una entrada digital de 1100 = 12, obtenemos: = 1 V X 12 = 12 V. Miremos otro ejemplo: Un DAC de cinco bits tiene una salida de corriente. Para una entrada digital de 10100 se produce una corriente de salida de 10 mA. ¿Cuál será el valor de para Una entrada digital de 11101? Solución La entrada digital 10100 es igual al 20 decimal. Como, = 10 mA para este caso, el factor de proporcionalidad debe ser 0.5 mA. Por lo tanto, podemos encontrar para cualquier entrada digital tal como 111012 = 29 de la siguiente manera: = (0.5 mA) X 29 = 14.5 mA. Salida analógica En el sentido estricto de la palabra, la salida de un DAC no es una cantidad analógica ya que puede tomar sólo valores específicos para un voltaje de salida siempre y cuando sea constante. Por lo tanto,en ese sentido es en realidad digital. No obstante y como veremos, el número de distintos valores de salida posibles puede aumentar y Ja diferencia entre los valores sucesivos puede disminuir si se incrementa el número de bits de entrada. Esto nos permitirá producir una salida que sea cada vez más como una cantidad analógica que varíe en forma continua, a través de un intervalo de valores.

Pesos de entrada Para este dac observe que cada entrada digital contribuye con una cantidad distinta para la salida analógica. Esto se puede ver con facilidad si examinamos los casos en los que sólo una entrada está en ALTO

Las contribuciones de cada entrada digital se ponderan de acuerdo con su posición en el número binario. Por lo tanto, A (que es el LSB) tiene una ponderación de 1 V; B una ponderación de 2 V; C una ponderación de 4 V; y D (el MSB) la ponderación más

grande, 8 V. De esta manera, podemos considerar a como la suma ponderada de las entradas digitales. Por ejemplo, para encontrar el valor de para la entrada digital 0111 podemos sumar las ponderaciones de los bits C, B y A para obtener 4v + 2v + 1v = 7v. Resolución se define como el cambio más pequeño que puede ocurrir en la salida analógica como resultado de un cambio en la entrada digital. Si hacemos referencia a la tabla,

podremos ver que la resolución es de 1 V, ya que puede cambiar por no más de 1 V cuando cambia el valor de la entrada digital. La resolución siempre es igual a la ponderación del LSB y también se le conoce como el tamaño del escalón si observamos la siguiente figura:

ESPECIFICACIONES DE UN DAC: Hay una amplia variedad de DACs disponibles en la actualidad como Cls o paquetes encapsulados, autocontenidos. Uno debe estar familiarizado con las especificaciones más importantes de los fabricantes para poder evaluar un DAC para una aplicación específica.

 Resolución

la resolución porcentual de un DAC depende únicamente del número de bits. Debido a ello, por lo general, los fabricantes especifican la resolución de un DAC como el número de bits. Un DAC de 10 bits tiene una resolución más fina (pequeña) que un DAC de ocho bits.

 Precisión

La precisión se puede especificar como error a escala completa , El error a escala completa es la

desviación máxima de la salida del DAC de su valor esperado (ideal), lo cual se expresa como un porcentaje de la escala completa.por ejemplo, suponga que un DAC tiene una precisión de ±0.01 % Como este convertidor tiene una salida a escala completa de 9.375 V, este porcentajese convierte en 0.01 % X 9.375V = 0.9375 mV Esto significa que en cualquier momento, la salida de este DAC puede desviarse hasta 0.9375 mV de su valor esperado. 

Error de desplazamiento :

en teoría, la salida de un DAC será cero volts cuando todos los bits de la entrada binaria sean O. No obstante, en la práctica habrá un voltaje de salida muy pequeño para este caso; a esto se le co0noce como error de desplazamiento como ejemplo veamos la siguiente tabla

 Tiempo de estabilización: La velocidad de operación de un DAC se especifica, por lo general, mediante su tiempo de estabilización, el cual es el tiempo requerido para que la salida del DAC cambie de cero a escala completa, a medida que la entrada binaria se cambia de todos los bits en 0 a todos los bits en 1.

 Monotonicidad Un DAC es monotónico si su salida se incrementa a medida que se incrementa la entrada binaria de un valor al siguiente. Otra forma de describir esto es que la salida tipo escalera no tendrá escalones descendentes a medida que se incremente la entrada binaria de cero a escala completa....