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Convertidor digital analógico

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  • 1. Amplificadores Operacionales Convertidor Digital-Analógico El convertidor digital-analógico (CDA) transformaseñales digitales en analógicas. En esta figura se ilustra unejemplo usual de un CDA de cuatro bits
  • 2. Amplificadores Operacionales Convertidor Digital - Analógico Éste puede realizarse de muchas maneras. Unarealización simple es la escalera ponderada binaria queaparece en esta figura:
  • 3. Amplificadores Operacionales Convertidor Digital - Analógico Los bits son ponderaciones según la magnitud de suvalor de posición, por valor descendente de Rf/Rn, de modo quecada bit menor tiene la mitad de peso del inmediato superior.Éste es obviamente un amplificador sumador inversor. La salidase relaciona con las entradas. Así,
  • 4. Amplificadores Operacionales Convertidor Digital - Analógico La entrada V1 se llama bit más significativo (BMS o MSBpor sus siglas en inglés), en tanto que la entrada V4 es el bitmenos significativo (BMES o LSB por sus siglas en inglés). Cadauna de las cuatro entradas binarias V1,…,V4 sólo puede asumirdos niveles de tensión: 0 o 1V. Aplicando los valoresadecuados de entrada y resistor de retroalimentación, el CDAarroja una sola salida, la cual es proporcional a las entradas.
  • 5. Amplificadores Operacionales Convertidor Digital - Analógico Valores de entrada y salida del CDA de cuatro bitsEntrada Binaria [V1V2V3V4] Valor decimal Salida -Vo 0000 0 0 0001 1 0,125 0010 2 0,25 0011 3 0,375 0100 4 0,5 0101 5 0,625 0110 6 0,75 0111 7 0,875 1000 8 1,0 1001 9 1,125 1010 10 1,25 1011 11 1,375 1100 12 1,5 1101 13 1,625 1110 14 1,75 1111 15 1,875
  • 6. Amplificadores Operacionales Ejercicio de Convertidor Digital - Analógico En el circuito del último amplificador operacionalmostrado, sean Rf = 10kΩ y R1 = 10kΩ, R2 = 20kΩ, R3 = 40kΩ yR4 = 80kΩ. Obtener la salida analógica de las entradas binarias[0000], [0001], [0010],…,[1111].
  • 7. Amplificadores Operacionales Amplificadores para Instrumentación Uno de los circuitos de amplificadores operacionalesmás útiles y versátiles para medidas de precisión y controlo deprocesos es el amplificador para instrumentación (AI), asíllamado a causa de su extendido uso en sistemas de medición.Aplicaciones usuales de AI incluyen amplificadores deaislamiento, amplificadores de termopar y sistemas deadquisición de datos.
  • 8. Amplificadores Operacionales Amplificadores para Instrumentación El amplificador de instrumentación es una prolongacióndel amplificador diferencial en cuanto que amplifica ladiferencia entre sus señales de entrada. En esta figura que yavimos anteriormente Teníamos un amplificador para instrumentos, el cual suele constar de tres amplificadores operacionales y siete resistores. Para mayor comodidad, ese amplificador se reproduce a continuación
  • 9. Amplificadores Operacionales Amplificadores para Instrumentación
  • 10. Amplificadores Operacionales Amplificadores para Instrumentación En este modelo, aparecen los mismos resistoresexcepto por el resistor de ajuste de ganancia RG, conectadoentre las terminales de ajuste de ganancia. Su símboloesquemático es el siguiente Por otro lado, ya hemos demostrado que Donde la ganancia en tensión es
  • 11. Amplificadores Operacionales Amplificadores para Instrumentación Vemos ahora que el amplificador para instrumentos amplifica pequeñas tensiones de señales diferenciales sobrepuestas sobre tensiones en modo común mayores. Dado que las tensiones en modo común son iguales, se cancelan entre sí.Señales diferenciales Amplificador Señal diferencialpequeñas montadas para amplificada, señasobre señales en modo instrumentos l en modo nocomún mayores. común
  • 12. Amplificadores Operacionales Amplificadores para Instrumentación El AI tiene tres características principales:•La ganancia en tensión es ajustada por una resistencia externaRG.•La impedancia de entrada de ambas entradas es muy alta y novaría al ajustarse la ganancia.•La salida vo depende de la diferencia entre las entradas v1 yv2, no de la tensión común a ellas (tensión en modo común). Debido al difundido uso de los AI, los fabricantes los handesarrollado en unidades de un solo paquete. Un ejemplousual es el LH0036, producido por National Semiconductor. Laganancia puede variar de 1 a 1000 por efecto de una resistenciaexterna, cuyo valor puede variar a su vez de 100Ω a 10kΩ.
  • 13. Amplificadores Operacionales Ejercicio de Amplificador para Instrumentación En el último diseño circuital con amplificadoresoperacionales mostrado, sean R = 10kΩ, v1 = 2,011V y v2 =2,017 V. Si RG se ajusta en 500Ω, determine: a) la gananciaen tensión, b) la tensión de salida vo.

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