familia

seguridad

NORMAS DE SEGURIDAD EN EL LABORATORIO.

Con el objeto de prevenir accidentes, debes conocer antes de comenzar a trabajar en el laboratorio, que durante el desarrollo de las prácticas, vas a manejar productos potencialmente peligrosos y a realizar procesos, algunos de los cuales, si no tomas las precauciones pertinentes, podrían entrañar algún tipo de riesgo. Por ello, debes tener en cuenta las siguientes normas de seguridad:

• Mantener informado al profesor de cualquier hecho que ocurra.
• Aclarar con el profesor cualquier tipo de duda.
• Antes de comenzar una práctica debes conocer y entender los procesos que vas a realizar.
• Es conveniente la utilización de bata, ya que evita que posibles proyecciones de sustancias químicas lleguen a la piel. También evitarás posibles deterioros en tus prendas de vestir.
• Si tienes el pelo largo, es conveniente que lo lleves recogido
• Evita los desplazamientos innecesarios y no correr.
• Tampoco se puede comer, ni tomar bebidas, ni, por supuesto, fumar.
• No colocar sobre la mesa del laboratorio, ningún tipo de prenda.
• Debes mantener silencio y estar concentrado en el trabajo que estés realizando.
• Como regla general, no debes coger ningún producto químico. El profesor te lo proporcionará.
• Tampoco debes devolver nunca a los frascos de origen los sobrantes de los productos utilizados sin consultar con el profesor.
• Tanto aparatos como reactivos, estarán lejos del borde de la mesa.
• Nunca pipetees líquidos corrosivos o venenosos.
• Mantén las sustancias inflamables lejos de las llamas de los mecheros
• Si hubiera que calentar tubos con estos productos, se hará al baño María, nunca directamente a la llama.
• Para prevenir salpicaduras, nunca mires por la boca de los tubos de ensayo o matraces cuando se está realizando una reacción.
• Cuando mezcles productos, generalmente debes hacerlo en pequeñas cantidades y despacio.
• No puedes tocar con las manos, ni mucho menos con la boca, los productos químicos
• Al diluir ácidos, hay que echar siempre el ácido sobre el agua y con cuidado.
• Si por descuido tocas o te cae algún producto, lávate con abundante agua la zona afectada, y comunícalo enseguida al profesor.
• Utiliza gafas y guantes en aquellas operaciones que por sus peculiaridades lo requieran.
• Tira los residuos sólidos a la papelera
• Utiliza la campana en las prácticas donde se desprendan gases venenosos.
• Antes de tirar por la pila los restos de una reacción o reactivo, abre el grifo.
• Al acabar, deja limpio y seco el material y puesto de trabajo.

Escrito por nilton2006 el 25/08/2006 00:57 | Comentarios (0)

electricos

 http://www.ing.uc.edu.ve/~emescobar/automat_I/contenido_menu/Unidad_I/Contenido/pagina8/pagina8.htm#Uni1_Topico7 

Escrito por nilton2006 el 08/09/2006 00:39 | Comentarios (0)

08002

1185

Laboratorio de Electrónica

11. Práctica XI

Conversores Digital-Analógico 

1. Conversor digital-analógico (D/A) ideal

      Un conversor digital-analógico tiene como entrada una señal digital y su salida es una señal analógica. El valor de la salida depende de una tensión de referencia V_REF suministrada al conversor.

      Sea la entrada A_in una señal (o palabra) digital de N bites de la forma:

                                                                                          (1)

donde los coeficientes a_i (bites) pueden tomar los valores 0 ó 1. Se define a_N como el bit menos significativo (LSB) y a₁ como el bit más significativo (MSB).

      La señal de salida del conversor (V_out) viene dada por:

                                                                                                                                                      (2) 

      Aquí hemos supuesto que las señales son de tensión, aunque en la práctica puede tratarse de cualquier tipo de señal (corriente, carga, etc.). También se ha supuesto que la palabra A_in codifica un valor positivo. La discusión puede generalizarse para señales negativas si se sabe cómo están codificadas.

      Se define la magnitud V_LSB como la variación en la tensión de salida al cambiar el bit menos significativo:

                                                                                                                                                            (3)

      Es cómodo (sobre todo para el estudio de los errores) definir la unidad adimensional “LSB”:

                                                                                                                                          (4)

      Para pasar una señal de tensión a LSB habría que dividir por V_REF y multiplicar por 2^N. (O lo que es lo mismo, dividir por V_LSB). 
 
 

Figura 1. Conversor D/A ideal de 2 bites.

      La figura 1 muestra la característica de transferencia de un conversor D/A ideal de 2 bites. Obsérvese que el número de valores posibles a la salida del conversor es 2^N, siendo N el número de bites del conversor. El valor máximo es V_REF – V_LSB y la diferencia entre un valor posible y el inmediato es V_LSB. (En unidades de LSB, el valor máximo de salida es 2^N – 1 LSB y el intervalo entre valores 1 LSB).  

2. Características y errores de un conversor D/A

Resolución

      Se define como el número de valores analógicos distintos que puede resolver el conversor. La resolución se expresa normalmente en bites y corresponde al número de bites de la entrada.

Error de offset (E_OFF)

      Es la salida del conversor para una entrada nula. En unidades de LSB:

                                                                                                                        (5)

Error de ganancia (E_GAIN)

      Es la diferencia entre el valor de salida real al fondo de escala (es decir, para A_in = 1…1), tras corregir E_OFF, y el valor ideal:

                                                                              (6)

Precisión o exactitud

      Es la máxima diferencia entre el valor de salida real del conversor y el ideal. La precisión absoluta incluye los errores de offset y ganancia. La precisión relativa se calcula tras corregir los errores de offset y de ganancia y coincide con el valor máximo del error integral de no linealidad. No debe confundirse la precisión con la resolución del conversor.

      La precisión se puede expresar como porcentaje de fondo de escala, en LSB o como número efectivo de bites. En este último caso, un número efectivo de bites N_eff significa que el error normalizado al fondo de escala es menor que 1/2^Neff. Cuando se calcula N_eff siempre se redondea hacia el entero inmediatamente inferior.

      Por ejemplo, supongamos un conversor con V_REF = 4 V y que la máxima desviación entre los valores reales y los ideales es: ΔV = 11 mV. Para calcular N_eff tendríamos: 

      La precisión absoluta expresada como número efectivo de bites se conoce como número absoluto de bites del conversor y la precisión relativa corresponde al número relativo de bites.

Error integral de no linealidad (E_INL)

      Una vez corregidos los errores de offset y de ganancia, se define el error integral de no linealidad como la desviación de cada valor de salida con respecto a una línea recta. Obsérvese que el E_INL se define para cada uno de los valores de entrada. Como línea recta se puede considerar la resultante de unir los puntos de origen y de fondo de escala (que tras corregir E_OFF y E_GAIN coincidirán con los ideales), o considerar la recta resultante del análisis de regresión de la salida. En el primer caso, el valor máximo de E_INL coincide con la precisión.

Error diferencial de no linealidad (E_DNL)

      Se define como la desviación del intervalo entre dos valores analógicos de salida consecutivos con respecto al valor ideal de 1 LSB (una vez corregidos los errores de offset y de ganancia). Por ejemplo, si la diferencia entre dos valores de salida consecutivos es de 1.08 LSB, el E_DNL es de 0.08 LSB.

Monotonicidad

      Un conversor D/A es monotónico si la salida siempre aumenta al aumentar la entrada. En otras palabras, la curva de transferencia es siempre creciente. Si el E_DNL máximo es menor que 1 LSB o si el E_INL máximo es menor que 0.5 LSB, se garantiza que el conversor es monotónico. No obstante, el conversor puede ser monotónico sin cumplir las condiciones anteriores.

3. Aumento de resolución de conversores

      En este apartado se va a estudiar cómo a partir de conversores de una determinada resolución se puede construir un conversor de mayor resolución. Como ejemplo se va a realizar un conversor de 12 bites partiendo de dos conversores de 8 bites.

      El esquema que debe seguirse se muestra en la figura 2. 
 
 
 

MSB

LSB

LSB

MSB

DAC

A

DAC

B

V_OA

V_OB

V’_OB

V_OUT

1/16

A_in

B_in

Figura 2. Construcción de un DAC de 12 bites a partir de dos de 8 bites. 

      Teniendo en cuenta las ecuaciones 1 y 2, la salida de un conversor de 12 bites debe ser de la forma:

                                                                                                (7)

      Para los conversores A y B, tendremos las salidas V_OA y V_OB:

                                                                                                (8a)

                                                                                                      (8b)

      Teniendo en cuenta que en la entrada B_in se han anulado los 4 bites más significativos, tras dividir la señal por 2⁴ = 16 obtenemos:

                                                                              (9)

      Puede comprobarse que la salida V_OUT = V_OA + V’_OB es justamente de la forma indicada en la ecuación 7. Los 8 bites más significativos corresponden a la entrada A_in y los 4 menos significativos corresponden a los 4 bites menos significativos de la entrada B_in.

      Obsérvese que no habría ningún problema en construir un conversor de hasta 16 bites si en el esquema de la figura 2 se divide la señal V_OB por 2⁸ = 256 y se utilizan todas las entradas del conversor B.

      Como esquema alternativo al mostrado en la figura 2, también se puede obtener un conversor de 12 bites utilizando los 4 bites más significativos del conversor B y anulando los 4 menos significativos si la salida V_OB se divide por 256. 

4. Realización práctica

4.1. Caracterización de un conversor D/A

      En la primer parte de la práctica se va a caracterizar el conversor DAC0808 o el conversor DAC0800 con ayuda de la tarjeta de adquisición de datos. 
 
 

A1 (MSB)

A2

A3

A4

A5

A6

A7

A8 (LSB)

5

6

7

8

9

10

11

12

V_CC = V_REF = 5V

R

R

R

C

13

14

15

2

4

16

3

V_EE = – 15 V

I_REF = V_REF/R

I_O

– 15 V

+ 15 V

25KΩ

V_O = I_OR

Figura 3. Montaje para la caracterización del DAC0808.

DAC0808

  2

-

+

3

•  En el apéndice A se muestra la identificación de pines del conversor DAC0808. (El DAC0800 es análogo, excepto los pines 1 y 2, que se conectarían a tierra). El conversor utiliza como referencia las corrientes en los pines 14 y 15 y suministra una salida, también de corriente, entrante, en el pin 4.

      En esta práctica trabajaremos con señales de tensión, con lo cual será necesario convertir la salida de corriente a tensión.

      El montaje completo que debe realizarse se muestra en la figura 3 para el DAC0808. Si se utiliza el DAC0800, el pin 1 también debe conectarse a tierra.

      Utilice el amplificador operacional LF356. La función del operacional es convertir la señal de corriente en señal de tensión. El potenciómetro de 25 KΩ se utiliza para la corrección del offset del operacional. Esta corrección se explica con detalle en el apéndice B. Con este montaje la tensión e salida V_O tomará valores entre 0 y 5 V. Tome R aproximadamente de 5 KΩ. Utilice resistencias de precisión (1%). Tome C = 100 nF.

      Para caracterizar el conversor conecte uno de los puertos de la tarjeta digital a los 8 pines A1-A8 del DAC0808. Conecte la salida a cualquiera de los canales de la tarjeta analógica. (no olvide conectar las tierras de las tarjetas).

      Mida la tensión V_REF y asegúrese de que es menor que la máxima tensión que puede leer la tarjeta analógica.

      Compruebe el funcionamiento del conversor introduciendo algunos valores en el puerto digital y midiendo la salida.

      A continuación, utilizando la opción de medidas sincronizadas D/A, mida la tensión analógica de salida V_O en función de la entrada para un barrido de valores entre 0 y 255. El resultado se almacenará en un fichero para su posterior análisis.

      A partir de las medidas realizadas determine los errores de offset, de ganancia y los errores E_INL y E_DNL para todas las entradas. Determine la precisión absoluta y relativa del conversor (expresada como número efectivo de bites). Compruebe si el conversor es monotónico. 

4.2. Aumento de la resolución de un conversor D/A

      El montaje anterior (figura 3) puede modificarse para construir un conversor de 12 bites si se añade un segundo conversor, tal y como se muestra en la figura 4. (Obsérvese que si se construyera un conversor de 16 bites necesitaríamos una resolución de 0.08 mV para distinguir los distintos posibles valores de salida).

      Las resistencias R₁ y R₂ constituyen un divisor de corriente para la salida del segundo conversor Es importante que el divisor de corriente divida exactamente por 16. Tome R₁ del orden de 1 KΩ. Mida el valor de R₁ y utilice un potenciómetro para fijar el valor de R₂ con la  mayor precisión posible.

      Conecte un segundo puerto de la tarjeta digital a las 4 entradas correspondientes a los 4 bites menos significativos del segundo conversor. Compruebe el funcionamiento del conversor de 12 bites escribiendo distintas entradas y midiendo la salida con un voltímetro. Incluya en sus medidas las entradas 000000000000, 000000000001, 111111111111, y algunas otras entradas consecutivas. (La tarjeta de adquisición de datos no tiene suficiente resolución para distinguir las diferencias entre las salidas correspondientes a entradas consecutivas). 
 
 

R₁

R₂ = 15R₁

Figura 4. Modificación del montaje de la figura 3 para construir un conversor de 12 bites. Las conexiones de los conversores y los niveles de alimenación son iguales que en la figura 3. La resistencia conectada al pin 14 del segundo conversor debe ser igual a la resistencia conectada en el primer conversor y a la resistencia conectada entre los pines 6 y 3 del operacional.

  ₂

  ₃

^–

₊ 
 
 

Apéndice A. Conexiones del DAC0808 
 
 
 
 
 

Apéndice B. Corrección del offset del LF356

      Antes de conectar el amplificador en el circuito, realice el amplificador de ganancia 100 de la figura B1, con las dos entradas conectadas a tierra. Ajuste el potenciómetro hasta que la tensión de salida sea lo más baja posible. Mantenga las tensiones de alimentación y el potenciómetro en los montajes posteriores. 
 
 
 

1KΩ

1KΩ

100KΩ

25KΩ

+V_CC

–V_CC

V_O

Figura B1. Corrección del offset del LF356.

Escrito por nilton2006 el 25/08/2006 00:42 | Comentarios (0)

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Laboratorio de Electrónica

11. Práctica XI

Conversores Digital-Analógico 

1. Conversor digital-analógico (D/A) ideal

      Un conversor digital-analógico tiene como entrada una señal digital y su salida es una señal analógica. El valor de la salida depende de una tensión de referencia V_REF suministrada al conversor.

      Sea la entrada A_in una señal (o palabra) digital de N bites de la forma:

                                                                                          (1)

donde los coeficientes a_i (bites) pueden tomar los valores 0 ó 1. Se define a_N como el bit menos significativo (LSB) y a₁ como el bit más significativo (MSB).

      La señal de salida del conversor (V_out) viene dada por:

                                                                                                                                                      (2) 

      Aquí hemos supuesto que las señales son de tensión, aunque en la práctica puede tratarse de cualquier tipo de señal (corriente, carga, etc.). También se ha supuesto que la palabra A_in codifica un valor positivo. La discusión puede generalizarse para señales negativas si se sabe cómo están codificadas.

      Se define la magnitud V_LSB como la variación en la tensión de salida al cambiar el bit menos significativo:

                                                                                                                                                            (3)

      Es cómodo (sobre todo para el estudio de los errores) definir la unidad adimensional “LSB”:

                                                                                                                                          (4)

      Para pasar una señal de tensión a LSB habría que dividir por V_REF y multiplicar por 2^N. (O lo que es lo mismo, dividir por V_LSB). 
 
 

Figura 1. Conversor D/A ideal de 2 bites.

      La figura 1 muestra la característica de transferencia de un conversor D/A ideal de 2 bites. Obsérvese que el número de valores posibles a la salida del conversor es 2^N, siendo N el número de bites del conversor. El valor máximo es V_REF – V_LSB y la diferencia entre un valor posible y el inmediato es V_LSB. (En unidades de LSB, el valor máximo de salida es 2^N – 1 LSB y el intervalo entre valores 1 LSB).  

2. Características y errores de un conversor D/A

Resolución

      Se define como el número de valores analógicos distintos que puede resolver el conversor. La resolución se expresa normalmente en bites y corresponde al número de bites de la entrada.

Error de offset (E_OFF)

      Es la salida del conversor para una entrada nula. En unidades de LSB:

                                                                                                                        (5)

Error de ganancia (E_GAIN)

      Es la diferencia entre el valor de salida real al fondo de escala (es decir, para A_in = 1…1), tras corregir E_OFF, y el valor ideal:

                                                                              (6)

Precisión o exactitud

      Es la máxima diferencia entre el valor de salida real del conversor y el ideal. La precisión absoluta incluye los errores de offset y ganancia. La precisión relativa se calcula tras corregir los errores de offset y de ganancia y coincide con el valor máximo del error integral de no linealidad. No debe confundirse la precisión con la resolución del conversor.

      La precisión se puede expresar como porcentaje de fondo de escala, en LSB o como número efectivo de bites. En este último caso, un número efectivo de bites N_eff significa que el error normalizado al fondo de escala es menor que 1/2^Neff. Cuando se calcula N_eff siempre se redondea hacia el entero inmediatamente inferior.

      Por ejemplo, supongamos un conversor con V_REF = 4 V y que la máxima desviación entre los valores reales y los ideales es: ΔV = 11 mV. Para calcular N_eff tendríamos: 

      La precisión absoluta expresada como número efectivo de bites se conoce como número absoluto de bites del conversor y la precisión relativa corresponde al número relativo de bites.

Error integral de no linealidad (E_INL)

      Una vez corregidos los errores de offset y de ganancia, se define el error integral de no linealidad como la desviación de cada valor de salida con respecto a una línea recta. Obsérvese que el E_INL se define para cada uno de los valores de entrada. Como línea recta se puede considerar la resultante de unir los puntos de origen y de fondo de escala (que tras corregir E_OFF y E_GAIN coincidirán con los ideales), o considerar la recta resultante del análisis de regresión de la salida. En el primer caso, el valor máximo de E_INL coincide con la precisión.

Error diferencial de no linealidad (E_DNL)

      Se define como la desviación del intervalo entre dos valores analógicos de salida consecutivos con respecto al valor ideal de 1 LSB (una vez corregidos los errores de offset y de ganancia). Por ejemplo, si la diferencia entre dos valores de salida consecutivos es de 1.08 LSB, el E_DNL es de 0.08 LSB.

Monotonicidad

      Un conversor D/A es monotónico si la salida siempre aumenta al aumentar la entrada. En otras palabras, la curva de transferencia es siempre creciente. Si el E_DNL máximo es menor que 1 LSB o si el E_INL máximo es menor que 0.5 LSB, se garantiza que el conversor es monotónico. No obstante, el conversor puede ser monotónico sin cumplir las condiciones anteriores.

3. Aumento de resolución de conversores

      En este apartado se va a estudiar cómo a partir de conversores de una determinada resolución se puede construir un conversor de mayor resolución. Como ejemplo se va a realizar un conversor de 12 bites partiendo de dos conversores de 8 bites.

      El esquema que debe seguirse se muestra en la figura 2. 
 
 
 

MSB

LSB

LSB

MSB

DAC

A

DAC

B

V_OA

V_OB

V’_OB

V_OUT

1/16

A_in

B_in

Figura 2. Construcción de un DAC de 12 bites a partir de dos de 8 bites. 

      Teniendo en cuenta las ecuaciones 1 y 2, la salida de un conversor de 12 bites debe ser de la forma:

                                                                                                (7)

      Para los conversores A y B, tendremos las salidas V_OA y V_OB:

                                                                                                (8a)

                                                                                                      (8b)

      Teniendo en cuenta que en la entrada B_in se han anulado los 4 bites más significativos, tras dividir la señal por 2⁴ = 16 obtenemos:

                                                                              (9)

      Puede comprobarse que la salida V_OUT = V_OA + V’_OB es justamente de la forma indicada en la ecuación 7. Los 8 bites más significativos corresponden a la entrada A_in y los 4 menos significativos corresponden a los 4 bites menos significativos de la entrada B_in.

      Obsérvese que no habría ningún problema en construir un conversor de hasta 16 bites si en el esquema de la figura 2 se divide la señal V_OB por 2⁸ = 256 y se utilizan todas las entradas del conversor B.

      Como esquema alternativo al mostrado en la figura 2, también se puede obtener un conversor de 12 bites utilizando los 4 bites más significativos del conversor B y anulando los 4 menos significativos si la salida V_OB se divide por 256. 

4. Realización práctica

4.1. Caracterización de un conversor D/A

      En la primer parte de la práctica se va a caracterizar el conversor DAC0808 o el conversor DAC0800 con ayuda de la tarjeta de adquisición de datos. 
 
 

A1 (MSB)

A2

A3

A4

A5

A6

A7

A8 (LSB)

5

6

7

8

9

10

11

12

V_CC = V_REF = 5V

R

R

R

C

13

14

15

2

4

16

3

V_EE = – 15 V

I_REF = V_REF/R

I_O

– 15 V

+ 15 V

25KΩ

V_O = I_OR

Figura 3. Montaje para la caracterización del DAC0808.

DAC0808

  2

-

+

3

•  En el apéndice A se muestra la identificación de pines del conversor DAC0808. (El DAC0800 es análogo, excepto los pines 1 y 2, que se conectarían a tierra). El conversor utiliza como referencia las corrientes en los pines 14 y 15 y suministra una salida, también de corriente, entrante, en el pin 4.

      En esta práctica trabajaremos con señales de tensión, con lo cual será necesario convertir la salida de corriente a tensión.

      El montaje completo que debe realizarse se muestra en la figura 3 para el DAC0808. Si se utiliza el DAC0800, el pin 1 también debe conectarse a tierra.

      Utilice el amplificador operacional LF356. La función del operacional es convertir la señal de corriente en señal de tensión. El potenciómetro de 25 KΩ se utiliza para la corrección del offset del operacional. Esta corrección se explica con detalle en el apéndice B. Con este montaje la tensión e salida V_O tomará valores entre 0 y 5 V. Tome R aproximadamente de 5 KΩ. Utilice resistencias de precisión (1%). Tome C = 100 nF.

      Para caracterizar el conversor conecte uno de los puertos de la tarjeta digital a los 8 pines A1-A8 del DAC0808. Conecte la salida a cualquiera de los canales de la tarjeta analógica. (no olvide conectar las tierras de las tarjetas).

      Mida la tensión V_REF y asegúrese de que es menor que la máxima tensión que puede leer la tarjeta analógica.

      Compruebe el funcionamiento del conversor introduciendo algunos valores en el puerto digital y midiendo la salida.

      A continuación, utilizando la opción de medidas sincronizadas D/A, mida la tensión analógica de salida V_O en función de la entrada para un barrido de valores entre 0 y 255. El resultado se almacenará en un fichero para su posterior análisis.

      A partir de las medidas realizadas determine los errores de offset, de ganancia y los errores E_INL y E_DNL para todas las entradas. Determine la precisión absoluta y relativa del conversor (expresada como número efectivo de bites). Compruebe si el conversor es monotónico. 

4.2. Aumento de la resolución de un conversor D/A

      El montaje anterior (figura 3) puede modificarse para construir un conversor de 12 bites si se añade un segundo conversor, tal y como se muestra en la figura 4. (Obsérvese que si se construyera un conversor de 16 bites necesitaríamos una resolución de 0.08 mV para distinguir los distintos posibles valores de salida).

      Las resistencias R₁ y R₂ constituyen un divisor de corriente para la salida del segundo conversor Es importante que el divisor de corriente divida exactamente por 16. Tome R₁ del orden de 1 KΩ. Mida el valor de R₁ y utilice un potenciómetro para fijar el valor de R₂ con la  mayor precisión posible.

      Conecte un segundo puerto de la tarjeta digital a las 4 entradas correspondientes a los 4 bites menos significativos del segundo conversor. Compruebe el funcionamiento del conversor de 12 bites escribiendo distintas entradas y midiendo la salida con un voltímetro. Incluya en sus medidas las entradas 000000000000, 000000000001, 111111111111, y algunas otras entradas consecutivas. (La tarjeta de adquisición de datos no tiene suficiente resolución para distinguir las diferencias entre las salidas correspondientes a entradas consecutivas). 
 
 

R₁

R₂ = 15R₁

Figura 4. Modificación del montaje de la figura 3 para construir un conversor de 12 bites. Las conexiones de los conversores y los niveles de alimenación son iguales que en la figura 3. La resistencia conectada al pin 14 del segundo conversor debe ser igual a la resistencia conectada en el primer conversor y a la resistencia conectada entre los pines 6 y 3 del operacional.

  ₂

  ₃

^–

₊ 
 
 

Apéndice A. Conexiones del DAC0808 
 
 
 
 
 

Apéndice B. Corrección del offset del LF356

      Antes de conectar el amplificador en el circuito, realice el amplificador de ganancia 100 de la figura B1, con las dos entradas conectadas a tierra. Ajuste el potenciómetro hasta que la tensión de salida sea lo más baja posible. Mantenga las tensiones de alimentación y el potenciómetro en los montajes posteriores. 
 
 
 

1KΩ

1KΩ

100KΩ

25KΩ

+V_CC

–V_CC

V_O

Figura B1. Corrección del offset del LF356.

Escrito por nilton2006 el 25/08/2006 00:42 | Comentarios (0)

dac0800

EL CONVERTIDOR DIGITAL ANALÓGICO (DAC)
 

OBJETIVO:

         Al implementar esta práctica el alumno deberá aprender el funcionamiento de un Convertidor Digital Analógico (D/A), se pretende practicar la forma en que se pueden efectuar conversiones digitales analógicas usando el circuito integrado DAC0800, al mismo tiempo se espera que el usuario pueda mejorar el desarrollo del diseño propuesto de esta práctica.

Teoría básica de los Convertidores Digitales Analógicos.  

1.      Aplicaciones de los Convertidores Digitales Analógicos.
2.  Características Básicas de los Convertidores.
3.  Tipos de Convertidores.
4.  Tabla de calibración.
5.  Calibración del Convertidor DAC.

Especificaciones de la Práctica del DAC

En esta practica pretendemos implementar señales de Salida con  Voltajes desde 0.25 V_DC hasta 1,25 V_DC. Y Corriente desde 4 mA hasta 20 mA.   Para las señales  de entrada se implemento la introducción de un codigo binario mediante un puerto, este codigo se despliega mediante leds.
 

Equipo Necesario

• El DAC0800.
• Una fuente de alimentación
• Multímetro Digital.
• Generador de voltajes con un rango desde 0.25 V_DC hasta 1,25 V_DC
• Generador de corrientes con el rango desde 4 mA hasta 20 mA.
• Fuente de alimentación de +5 V_DC.

TEORIA BASICA DE CONVERTIDORES DIGITALES ANALÓGICOS

 Introducción;

          En la mayoría de los sistemas electrónicos resulta conveniente efectuar las funciones de regulación y control automático de sistemas mediante técnicas digitales, sin embargo en muchos de los casos la señal disponible normalmente es analógica, ya que son muchos los transductores que poseen su salida eléctrica analógica, correspondiente a la magnitud medida, como pueden ser las señales de audio, de vIdeo, los puentes de medición, las celdas extensiométricas, los termopáres, etc, esto obliga a tener que efectuar una conversión analógica digital, las señales digitales minimizan además la distorsión producida por las imperfecciones del sistema de transmisión, por otro lado puede ser necesario actuar analógicamente sobre un controlador ó algún elemento de control final, ó se debe efectuar una representación analógica sobre un registrador, un monitor, papel, etc. lo que obliga a realizar la conversión inversa, digital analógica, se hace necesario disponer de elementos capaces de efectuar esta conversión en uno u otro sentido, con características de velocidad y precisión adecuadas a cada caso.

LOS CONVERTIDORES DIGITALES ANALÓGICOS

Definición;
"Un convertidor Digital/Analógico (DAC), es un elemento que recibe información de entrada digital, en forma de una palabra de "n" bits y la transforma a señal analógica, cada una de las combinaciones binarias de entrada es convertida en niveles lógicos de tensión de salida".

Un convertidor digital analógico transfiere información expresada en forma digital a una forma analógica, para ubicar la función de este dispositivo conviene recordar que un sistema combina y relaciona diversos subsistemas que trabajan diferentes tipos de información analógica, como son; magnitudes eléctricas, mecánicas, etc,.. lo mismo que un micrófono, un graficador, o un motor y estos deberán interactuar con subsistemas que trabajan con informaciones digitales, como una computadora, un sistema lógico, un sistema con microprocesador, con microcontrolador o con algún indicador numérico.

APLICACIONES DE LOS DAC’S

Las aplicaciones más significativas del DAC son;

• En instrumentación y control automático, son la base para implementar diferentes tipos de convertidores analógico digitales, así mismo, permiten obtener, de un instrumento digital, una salida analógica para propósitos de graficación, indicación o monitoreo, alarma, etc.

• El control por computadora de procesos ó en la experimentación, se requiere de una interfase que transfiera las instrucciones digitales de la computadora al lenguaje de los actuadores del proceso que normalmente es analógico.
   
• En comunicaciones, especialmente en cuanto se refiere a telemetría ó transmisión de datos, se traduce la información de los transductores de forma analógica original, a una señal digital, la cual resulta mas adecuada para la transmisión.

Características básicas de los convertidores;

Las características básicas que definen un convertidor digital analógico son en primer lugar, su resolución que depende del número de bits de entrada del convertidor, otra característica básica es la posibilidad de conversión unipolar ó bipolar, una tercera característica la constituye el código utilizado en la información de entrada, generalmente los convertidores digitales analógicos operan con el código binario natural ó con el decimal codificado en binario (BCD), el tiempo de conversión es otra característica que definen al convertidor necesario para una aplicación determinada, y se define como el tiempo que necesita para efectuar el máximo cambio de su tensión con un error mínimo en su resolución, otras características que definen al convertidor son; su tensión de referencia, que puede ser interna o externa, si es externa puede ser variada entre ciertos márgenes, la tensión de salida vendrá afectada por este factor, constituyéndose éste a través de un convertidor multiplicador, así mismo deberá tenerse en cuenta, la tensión de alimentación, el margen de temperatura y su tecnología interna.

Dz y Rz Ü Constituyen un regulador de voltaje de 8.2 Volts

R1 Ü Es una resistencia de polarización para el DAC08.

Rref Ü Determina la corriente máxima que pueden absorber las terminales 4 y 2 del DAC08, y se encuentra con la siguiente ecuación;

Io = Vref/Rref (255/256)

Io típica Ü corriente típica aproximadamente es de 2 mA, (con este valor su comportamiento es mas lineal).

D1 y D2 Ü Son dos diodos de acoplamiento para el DAC08 con lógica CMOS.

Los condensadores que se emplean son para eliminar el ruido.
 
EL CONVERTIDOR DIGITAL ANALÓGICO "DAC08"

Tabla de Calibración

 CALIBRACIÓN DEL CONVERTIDOR DIGITAL ANALÓGICO

Secuencia de calibración;

1. Depositar en el "puerto de entrada", unos lógicos en todas las entradas, se pueden obtener estos unos lógicos realizando una conexión directa a +Vcc, checar la medición de esta tensión con el multímetro digital, revisar las entradas digitales de tal manera que se encuentren todas en una serie de ocho (8) unos lógicos, esto es el código 255₁₀ en base decimal, 1111 1111₂ en código binario natural ó FFh en el código hexadecimal..
    

1. Revisar seguidamente con el múltimetro digital, el voltaje de salida sobre el amplificador operacional, el cual debe proporcionar 2.55 Volts.
    
2. Si no se obtienen 2.55 Volts se reposiciona el potenciómetro hasta conseguir el valor del voltaje deseado.
    
3. Una vez ajustado este voltaje, el procedimiento de calibración ha terminado, los voltajes deben de coincidir con la tabla de calibración del DAC proporcionada.
    
4. Enseguida se deben probar otros valores de entrada y deberá aparecer su correspondiente valor analógico.

 CONCLUSIONES;

Algunas veces, las magnitudes analógicas  se denominan magnitudes del mundo real, ya que la mayoria de las magnitudes físicas que resultan interesantes medir son analógicas por naturaleza. Muchas aplicaciones de computadoras y otros sistemas digitales requieren como entrada magnitudes del mundo real, tales como temperatura,  velocidad, posición, presion y fuerza. Las imágenes del mundo real pueden abarcar incluso imágenes graficas. En esta practica se comprendio la diferencia existente entre señal analógica y digital asi como su gran varierad de implementaciones tambien se llego a un razonamiento sobre la forma de calibración del dispositivo.

Escrito por nilton2006 el 25/08/2006 00:40 | Comentarios (12)

presentacion

pimentel portilla

Escrito por nilton2006 el 23/08/2006 16:41 | Comentarios (1)