Compuertas de Muestreo

Compuertas de Muestreo V1-0m/0mV 100 Hz Vs1 10V - C1 100uF A R 1k R3 Rc 1k C Q1 N R1 500 Vo C 100uF 0.000ms 50.00ms 100.0ms 150.0ms 00.0ms A: v1_1 0.00mV -0.00mV B: v_1 5.000 V C: vo 11.00 V 1.000 V R5 V 0/ Q N B R4 10 Hz EL1313-Electrónica III 005 Raúl Abreu-UNEXPO 1

Compuertas de Muestreo V7 10V - V3-5/ 1kHz V5-5/ 1kHz - A B C D V6 U1 V1 ADG409 S1A SA S3A S4A S1B SB S3B S4B DS1 Data Seq CP1 CP VDD GND VSS DA DB EN A0 A1 8 7 6 5 4 3 1 V - V4 E R1 V8-5/ Hz 0.000ms.500ms 5.000ms 7.500ms 10.00ms 1.50ms A: v3_1 5.000 V -5.000 V B: v5_1 5.000 V -5.000 V C: u1_6 5.000 V -5.000 V D: v8_1 5.000 V -5.000 V E: u1_8 10.00 V -5.000 V EL1313-Electrónica III 005 Raúl Abreu-UNEXPO

PROCESAMIENTO DIGITAL DE SEÑALES ANALÓGICAS MUESTREADOR RETENEDOR CUANTIZADOR Y CODIFICADOR 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 SEÑAL ANALÓGICA SEÑAL DISCRETA SEÑAL ESCALERA SEÑAL DIGITAL DIAGRAMA DE BLOQUES DE UN SISTEMA DE CONVERSIÓN ANALÓGICO A DIGITAL 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 DECODER RETENEDOR FILTRO DE SALIDA SEÑAL DIGITAL SEÑAL DISCRETA SEÑAL ESCALERA SEÑAL ANALÓGICA DIAGRAMA DE BLOQUES DE UN SISTEMA DE CONVERSIÓN DIGITAL A ANALÓGICO EL1313-Electrónica III 005 Raúl Abreu-UNEXPO 3

Sistema Muestreador V -1/1V 1 Hz A V4-1V U1 LF351 V5 1V R Q1 NJFET C R3 Vo R1 V1 0/-1V B D1 DIODE 40 Hz 0.000 s 0.00 s 0.400 s 0.600 s 0.800 s 1.000 s A: v_1 1.000 V -1.000 V B: v1_1.500 V -1.50 V C: vo 1.000 V -1.000 V EL1313-Electrónica III 005 Raúl Abreu-UNEXPO 4

Sistema Muestreador-Retentor Buffer switch C Conceptos involucrados Modo de seguimiento Modo de retención Tiempo de Apertura Tiempo de Adquisición EL1313-Electrónica III 005 Raúl Abreu-UNEXPO 5

Sistema Muestreador-Retentor práctico V -1/1V 1 Hz A V4-1V V3 U1-1V LF351 V5 1V R1 R V1 0/-1V Q1 NJFET B D1 DIODE C1 0.001uF V6 1V U LF351 C Vo 40 Hz 0.000 s 0.00 s 0.400 s 0.600 s 0.800 s 1.000 s A: v_1 1.000 V -1.000 V B: v1_1.500 V -1.50 V C: vo 1.50 V -1.50 V EL1313-Electrónica III 005 Raúl Abreu-UNEXPO 6

CUANTIZADORES SEÑAL CUANTIZADA Vo Vo SEÑAL ORIGINAL / / Vin Vin CUANTIZADOR POR REDONDEO = D L D CUANTIZADOR POR TRUNCAMIENTO ^B = V max Vmin L = EL1313-Electrónica III 005 Raúl Abreu-UNEXPO 7

CUANTIZADORES SEÑAL ORIGINAL Vo SEÑAL CUANTIZADA Vin CUANTIZADOR POR TRUNCAMIENTO CON MAGNITUD Y SIGNO EL1313-Electrónica III 005 Raúl Abreu-UNEXPO 8

CODIFICACIÓN DE LOS NIVELES DEL CUANTIZADOR VALOR DECIMAL MAGNITUD Y SIGNO COMPLEMENTO A UNO COMPLEMENTO A DOS BINARIO OFFSET 4 111 3 011 011 011 110 010 010 010 101 1 001 001 001 100 0 000 000 000-0 100 111 011-1 101 110 111 010-110 101 110 001-3 111 100 101 000 VARIAS REPRESENTACIONES NUMÉRICAS PARA 3 BITS EL1313-Electrónica III 005 Raúl Abreu-UNEXPO 9

ERROR Y RUIDO DE CUANTIZACIÓN ε SNR [] n = x[] n x [] n σ = Q Q P P 1 1 N n= 0 P S = x [] n = ε [] n N P N 1 1 N n= 0 S ( db) = 10log SNRQ ( db) = 10log PS 10log PN f ( ε ) 1 1 N = P N D L N 1 = σ = ε f ( ε ) dε = ε dε = 1 D V max V min = ^B L = SNR Q ( db) = 10log P 10.8 6B 0log D S EL1313-Electrónica III 005 Raúl Abreu-UNEXPO 10

CP1 CP Circuitos DAC CIRCUITOS CONVERTIDORES DIGITAL-ANALOGICO DS1 Data Seq 8 7 6 5 4 3 1 D C A B R1 R3 R5 R7 R R4 R6 R8 R9 V1 10V V LM34 U1A E V O = A B C 3 1 3 3 3 3 D 0 0.000ms.500ms 5.000ms 7.500ms 10.00ms 1.50ms 15.00ms 17.50ms A: ds1_1 5.000 V B: ds1_ 5.000 V C: ds1_3 5.000 V D: ds1_4 5.000 V E: u1a_1 4.000 V EL1313-Electrónica III 005 Raúl Abreu-UNEXPO 11

DAC MANEJADO POR CORRIENTE Circuitos DAC I REF - Vs3 R R3 R4 R8 R7 R6 R5 S1 S S3 S4 R9 I REF I REF I REF I SAL = B B 1 B I SAL U1 R1 Vs 1V LF351 Vs1 1V - Vo I V REF = V R REF I REF 1 O = I SAL R 1 CODIGO : B : V REF : VALOR DECIMAL DEL CODIGO BINARIO NUMERO DE BITS VOLTAJE DE REFERENCIA - V O V = CODIGO REF B EL1313-Electrónica III 005 Raúl Abreu-UNEXPO 1

Circuitos DAC GENERADOR DE ONDA SINUSOIDAL CON DAC 4 BITS CP1 CP E: u1a_1 DS1 Data Seq 8 7 6 5 4 3 1 D C B A 3.500 V.500 V 1.500 V 0.500 V R1 R3 R5 R7 R R4 R6 R8 R9 V1 10V V LM34 U1A E V O V O ( n) = CODIGO -0.500 V 0.000ms 5.000ms 10.00ms 15.00ms 5 4 n ( n) = 1.565 1.565 Sen(π ) 16 n 0 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 13 14 15 = Dn ( ) 8h 0ah 0dh 0eh 0fh 0eh 0dh 0ah 8h 5h h 1h 0h 1h h 5h = EL1313-Electrónica III 005 Raúl Abreu-UNEXPO 13

Funcionamiento del DAC MAX505/506 Opera con fuente sencilla o Dual ± Circuitos DAC El amplificador de salida excursiona de tope a tope. El rango de la referencia incluye ambos topes de las fuentes. Entradas digitales doblemente Buffered.(MAX505) Compatible con up y TTL/CMOS. No requiere ajustes externos. V O = CODIGO V 56 REF EL1313-Electrónica III 005 Raúl Abreu-UNEXPO 14

Funcionamiento Bipolar del DAC MAX505/506 Circuitos DAC V O VREF = CODIGO 56 V REF EL1313-Electrónica III 005 Raúl Abreu-UNEXPO 15

Funcionamiento del MDAC MAX53 Circuitos DAC V = CODIGO O VIN 4096 V O = CODIGO VIN 4096 V IN EL1313-Electrónica III 005 Raúl Abreu-UNEXPO 16

Circuitos DAC Funcionamiento del MDAC MAX53 como Amplificador de Ganancia Programable (PGA) 4096 V = CODIGO O V IN RF EQ = R 4096 CODIGO EL1313-Electrónica III 005 Raúl Abreu-UNEXPO 17

DAC0808 DS1 Data Seq CP1 CP 8 7 6 5 4 3 1 DAC0808 5 VCC 13 A1 6 A 7 COMP VEE A3 4 16 3 Io 8 A4 9 A5 Vref 10 A6 Vref- 11 15 14 A7 1 A8 GND V5 k k V6-1 C1 0.1uF R14 VREF 5.0V R15 R4 k V 1 V1-1 U1 LF347 A Circuitos DAC A Vo A: vo 6.000 V 5.000 V 4.000 V 3.000 V.000 V 1.000 V -1.000 V -.000 V 0.000us 5.00us 50.00us 75.00us 100.0us 15.0us 150.0us 175.0us 00.0us EL1313-Electrónica III 005 Raúl Abreu-UNEXPO 18

CIRCUITOS CONVERTIDORES ANALOGICO-DIGITAL Se clasifican según la velocidad de conversión en: Integrativos Una sola rampa Doble rampa Aproximaciones Sucesivas Paralelos o Flash EL1313-Electrónica III 005 Raúl Abreu-UNEXPO 19

ALIASING Y SUS EFECTOS V1 0/ 1 Hz V6 0/ A B V V3 U1 ADC8 D7 Vin D6 D5 Vref D4 Vref- D3 D SC OE EOC D0 D1 DAC8 D7 D6 D5 D4 D3 D D1 D0 U3 Vout Vref Vref- R V7 UA LF347 V4-1V V5 1V R3 C VO Circuitos ADC 10 Hz 0.000 s.500 s 5.000 s 7.500 s 10.00 s 1.50 s 15.00 s A: v1_1 5.000 V B: v6_1 5.000 V C: vo 5.000 V -5.000 V EL1313-Electrónica III 005 Raúl Abreu-UNEXPO 0

ALIASING Y SUS EFECTOS V1 0/ 1 Hz V6 0/ A B V V3 U1 ADC8 D7 Vin D6 D5 Vref D4 Vref- D3 D SC OE EOC D0 D1 DAC8 D7 D6 D5 D4 D3 D D1 D0 U3 Vout Vref Vref- R V7 UA LF347 V4-1V V5 1V R3 C VO Circuitos ADC 1.11 Hz 0.000 s.500 s 5.000 s 7.500 s 10.00 s 1.50 s 15.00 s A: v1_1 5.000 V B: v6_1 5.000 V C: vo 5.000 V -5.000 V EL1313-Electrónica III 005 Raúl Abreu-UNEXPO 1

Circuitos ADC CIRCUITO ADC INTEGRATIVO DE DOBLE RAMPA Cint VIN Cosc Rosc T1 T TZ VREF RELOJ Rint AUTO-CERO 0 CONTROL LOGICO DISP3DISP1DISP 431 431 431 013 0000 0000 VIN V( T ) = T 1 1 RC VREF V( T ) = T V T1 RC VREF VIN 0 = T T RC RC VIN T = T1 V V IN FS = REF T MAX T 1 V REF 1 EL1313-Electrónica III 005 Raúl Abreu-UNEXPO

Convertidor A/D de 3-½ dígitos ICL7106/7107 Circuitos ADC EL1313-Electrónica III 005 Raúl Abreu-UNEXPO 3

Convertidor A/D de 3-½ dígitos ICL7106/7107 Circuitos ADC EL1313-Electrónica III 005 Raúl Abreu-UNEXPO 4

Convertidor A/D de 3-½ dígitos ICL7106/7107 Circuitos ADC EL1313-Electrónica III 005 Raúl Abreu-UNEXPO 5

Convertidor A/D de 3-½ dígitos ICL7106/7107 Usando referencia interna Circuitos ADC EL1313-Electrónica III 005 Raúl Abreu-UNEXPO 6

Convertidor A/D de 3-½ dígitos ICL7106/7107 Usando referencia externa Circuitos ADC EL1313-Electrónica III 005 Raúl Abreu-UNEXPO 7

Circuitos ADC CIRCUITO ADC DE APROXIMACIONES SUCESIVAS EL1313-Electrónica III 005 Raúl Abreu-UNEXPO 8

Circuitos ADC CIRCUITO ADC DE APROXIMACIONES SUCESIVAS V1 0/ 1 Hz V6 0/ 100 Hz I J V V3 U1 ADC8 D7 Vin D6 D5 Vref D4 Vref- D3 D SC OE EOC D0 D1 H G F D E C B A H G F E D C B A 0.000 s 0.00 s 0.400 s 0.600 s 0.800 s 1.000 s A: a 5.000 V B: b 5.000 V C: c 5.000 V D: d 5.000 V E: e 5.000 V F: f 5.000 V G: g 5.000 V H: h 5.000 V I: v1_1 5.000 V J: v6_1 5.000 V EL1313-Electrónica III 005 Raúl Abreu-UNEXPO 9

ADC0804 V 5 R10 R11 10K R1 V4 0V V5 0/ 639.kHz I V1.5 ADC0804M U1 4 CLKIN 19 CLKR 9 8 VREF/ AGND 6 VIN 7 VIN- RD 5 INT 3 WR D D1 D0 1 CS DGND10 18 17 16 V3 V VCC D7 D6 D5 D4 D3 15 14 13 1 11 18 A B C D E F G H D4 INT D5 D6 D3 D D7 D1 Circuitos ADC D0 0.000us 5.000us 10.00us 15.00us 0.00us 5.00us 30.00us 35.00us 40.00us A: d7 0.0mV 180.0mV B: d6 5.000 V C: d5 0.0mV 180.0mV D: d4 5.000 V E: d3 0.0mV 180.0mV F: d 5.000 V G: d1 0.0mV 180.0mV H: d0 5.000 V I: int 5.000 V EL1313-Electrónica III 005 Raúl Abreu-UNEXPO 30

CIRCUITO ADC PARALELO V1 8V R8 1.5k R7 k R6 k R5 k R4 k R3 k R k R1 1k U7 LM34 U6 LM34 U5 LM34 U4 LM34 U3 LM34 U LM34 U1 LM34 V3 0/8V EIN I7 I6 I5 I4 I3 I I1 I0 CODIFICADOR DE PRIORIDAD U8 453 GS Q Q1 Q0 EOUT GS Q Q1 Q0 EOUT N N Circuitos ADC = n 1 = Numero de comparadores 0.000ms 0.500ms 1.000ms 1.500ms.000ms A: v3_1 8.000 V B: q 5.000 V C: q1 5.000 V D: q0 5.000 V 1kHz E: eout 5.000 V F: gs 5.000 V EL1313-Electrónica III 005 Raúl Abreu-UNEXPO 31