informe de circuitos digitales 8

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LABORATORIO DE ANALISIS Y DISEÑO DE CIRCUITOS DIGITALES 2012-2 Registro y Contadores Grabación y Lectura de un EPROM Convertidores A/D y D/A UNI FIM

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Informe de Circuitos Digitales 8

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Page 1: Informe de Circuitos Digitales 8

Informe de Laboratorio #5

Registro y Contadores

Grabación y Lectura de un EPROM

Convertidores A/D y D/A

UNI FIM

2012-2

LABORATORIO DE ANALISIS Y DISEÑO DE CIRCUITOS DIGITALES

Page 2: Informe de Circuitos Digitales 8

Registro y Contadores

Objetivos

- Comprobar el funcionamiento de los registros y contadores

Fundamento Teórico

Un registro de desplazamiento es un circuito digital secuencial (es decir, que los

valores de sus salidas dependen de sus entradas y de los valores anteriores)

consistente en una serie de biestables, generalmente de tipo D, conectados en

cascada, que basculan de forma sincrónica con la misma señal de reloj. Según las

conexiones entre los biestables, se tiene un desplazamiento a la izquierda o a la

derecha de la información almacenada.

Es de señalar que un desplazamiento a la izquierda de un conjunto de bits,

multiplica por 2, mientras que uno a la derecha, divide entre 2.

Existen registros de desplazamiento bidireccionales, que pueden funcionar en

ambos sentidos. Los registros universales, además de bidireccionales permiten la

carga en paralelo.

Tipos de registros de desplazamiento

Dependiendo del tipo de entradas y salidas, los registros de desplazamiento se

clasifican como:

Serie-Serie: sólo la entrada del primer flip-flop y la salida del último son

accesibles externamente. Se emplean como líneas de retardo digitales y en

tareas de sincronización.

Paralelo-Serie: son accesibles las entradas de todos los flip-flops, pero sólo

la salida del último. Normalmente también existe una entrada serie, que sólo

altera el contenido del primer flip-flop, pudiendo funcionar como los del grupo

anterior.

2

Page 3: Informe de Circuitos Digitales 8

Serie-Paralelo: son accesibles las salidas de todos los flip-flops, pero sólo la

entrada del primero. Este tipo y el anterior se emplean para convertir datos

serie en paralelo y viceversa, por ejemplo para conexiones serie como

el RS232.

Paralelo-Paralelo: tanto las entradas como las salidas son accesibles. Se

usan para cálculos aritméticos.

Un registro de desplazamiento muy utilizado, que es universal (se llama así porque

puede utilizarse en cualquiera de las cuatro configuraciones anteriormente

descritas) y bidireccional (porque puede desplazar los bits en un sentido u otro) es el

74HC194, de cuatro bits de datos.

Otros registros de desplazamiento conocidos, fabricados también con la tecnología

CMOS, son el 74HC165 (entrada paralelo, salida serie) y 74HC164 (entrada serie,

salida paralelo).

Aplicaciones

Además de la conversión serie-paralelo y paralelo-serie, los registros de

desplazamiento tienen otras aplicaciones típicas:

Generador pseudoaleatorio. Se construye con un registro de

desplazamiento, realimentando a la entrada una combinación de varias

salidas, normalmente un or exclusivo entre ellas.

Multiplicador serie. Se realiza la multiplicación mediante sumas y

desplazamientos. Un ejemplo es el 74LS384.

Registro de aproximaciones sucesivas. Se usa en conversores A/D. Se van

calculando los bits sucesivamente, empezando por el más significativo.

Mediante un conversor DAC se compara la entrada analógica con los

resultados parciales, generando el siguiente bit.

Retardo. Se pueden utilizar para retardar un bit un número entero de ciclos

de reloj (consiste simplemente en un conjunto de biestables en cascada,

tantos como ciclos de reloj deseemos retardar los bits).

3

Page 4: Informe de Circuitos Digitales 8

Formas de construir registros de desplazamiento

Pueden ser combinacionales y secuenciales. Por ejemplo:

Registro de entrada paralelo y salida serie. Puede construirse con un

multiplexor digital combinacional y un contador. Las entradas de datos del

multiplexor se conectan a los datos a transmitir, y las entradas de control, a

las salidas del contador (el bMs del MUX conectado al bMs del contador),

dicho contador deberá estar en modo de carrera libre.

Registro de entrada serie y salida paralelo. Similar al caso anterior, se

sustituye el muliplexor por un demultiplexor, ahora las salidas de éste serán

las salidas paralelos.

Biestables en cascada. Con esto y la lógica combinacional adecuada, se

pueden construir incluso registros de desplazamiento bidireccionales y

universales, aunque en este caso es más aconsejable disponer del 74HC194,

dado que ocupa mucho menos espacio (y el precio del integrado es muy

asequible) y en un solo integrado incluye las cuatro posibles configuraciones

y la funcionalidad de desplazar los bits en ambos sentidos.

Equipos a utilizar

C.I 74LS74, 74LS90, 555

Un protoboard

Fuente de voltaje continua de 5v

Resistencias de 220 Ω ,1k Ω de ½ watts

1 potenciometro de 100k Ω

1 condensador de 33 μ f a 30v

5 Leds y 2 pulsadores

Procedimiento

4

Page 5: Informe de Circuitos Digitales 8

D2

Q5

CLK3

Q6

S4

R1

U1:A

74LS74

D12

Q9

CLK11

Q8

S10

R13

U1:B

74LS74

D2

Q5

CLK3

Q6

S4

R1

U2:A

74LS74

D12

Q9

CLK11

Q8

S10

R13

U2:B

74LS74

U1:A(CLK)

R11k

R2

1k

R3220R

R4220R

R5220R

R6220R

D1LED-BLUE

D2LED-BLUE

D3LED-BLUE

D4LED-BLUE

V15V

CKA14

Q012

CKB1

Q19

Q28

Q311

R0(1)2

R0(2)3

R9(1)6

R9(2)7

U3

74LS90

R7220R

R8220R

R9220R

R10220R

D5LED-YELLOW

D6LED-YELLOW

D7LED-YELLOW

D8LED-YELLOW

Circuito Registro de desplazamiento serial utilizando Flip-Flop tipo D.

Circuito Contador de décadas con la salida BCD en binario

Cuestionario

5

Page 6: Informe de Circuitos Digitales 8

1) Que es un circuito divisor de frecuencia y como se construye un divisor en

base a Flip-Flop

Una aplicación de los flip flop es la división de la frecuencia de la señal entrante .Al

poner el flip flop JK en estado de basculación (J=K=1) y aplicamos un tren de

impulsos a la entrada del reloj la salida de Q es también un ten de impulsos con el

doble de periodo  y la mitad de frecuencia de la señal de entrada del clock.

Entonces podemos usar para dividir la frecuencia en dos o en múltiplos de dos

haciendo más conexiones entre flip flop JK en estado de basculación.

Por ejemplo si nos pidieran implementar un divisor de frecuencia con flip flops JK

activado por flanco negativo  capaz de dividir la frecuencia de entrada en ocho.

Entonces haríamos las siguientes conexiones con cuatro flip flops JK activado por

flanco negativo tal como se muestra en el gráfico siguiente:

Como se observa en el grafico si tomamos a Q0 como LSB y a Q3 como MSB y

formaremos lo siguiente:

6

Page 7: Informe de Circuitos Digitales 8

Hexadecimal Q3 Q2 Q1 Q0

0 0 0 0 0

1 0 0 0 1

2 0 0 1 0

3 0 0 1 1

4 0 1 0 0

5 0 1 0 1

6 0 1 1 0

7 0 1 1 1

8 1 0 0 0

9 1 0 0 1

10 1 0 1 0

11 1 0 1 1

12 1 1 0 0

13 1 1 0 1

14 1 1 1 0

15 1 1 1 1

Notamos que hemos generado un contador binario capas de contar hasta 1111 ó 16

en decimal y ademas que sigue un ciclo repetitivo.

2) Que es un contador digital

Un contador (counter en inglés) es un circuito secuencial construido a partir de

biestables y puertas lógicas capaz de realizar el cómputo de los impulsos que recibe

en la entrada destinada a tal efecto, almacenar datos o actuar como divisor de

frecuencia. Habitualmente, el cómputo se realiza en un código binario, que con

frecuencia será el binario natural o el BCD natural (contador de décadas).

Clasificación de los contadores de circuito secuencial

7

Page 8: Informe de Circuitos Digitales 8

Según la forma en que conmutan los biestables, podemos hablar de

contadores síncronos (todos los biestables conmutan a la vez, con una señal

de reloj común) o asíncronos (el reloj no es común y los biestables conmutan

uno tras otro).

Según el sentido de la cuenta, se distinguen en ascendentes, descendentes

y UP-DOWN (ascendentes o descendentes según la señal de control).

Según la cantidad de números que pueden contar, se puede hablar de

contadores binarios de n bits (cuentan todos los números posibles de n bits,

desde 0 hasta  ), contadores BCD (cuentan del 0 al 9) y contadores

Módulo N (cuentan desde el 0 hasta el N-cuarto.

El número máximo de estados por los que pasa un contador se denomina módulo

del contador. Este número viene determinado por la expresión 2^n donde n indica el

número de bits del contador. Ejemplo, un contador de módulo 4 pasa por 4 estados,

y contaría del 0 al 3. Si necesitamos un contador con un módulo distinto de 2^n, lo

que haremos es añadir un circuito combinacional.

GRABACION Y LECTURA DE UNA MEMORIA EPROM

8

Page 9: Informe de Circuitos Digitales 8

Objetivo

Grabar un mensaje en la memoria EPROM y montar un display numérico con LEDs

que visualice los datos grabados

Materiales y Equipos

- 1 Protoboard

- C.I. 74LS93, 74LS163

- 1 Memortia EPROM 27C64 ó 27C256

- 8 resistencias de 220 Ω

- 8 Leds

- Fuente de alimentación

- C.I 555

- Pulsador normalmente abierto

Informe Previo

- ¿Que es un memoria?

Es un dispositivo que sirve para almacenar memoria

- ¿Para que se emplea?

Para almacenar programas y datos

- ¿Qué es una palabra?

Es un grupo de bits a los que se accede de manera simultánea

- ¿Qué es una direccion?

Es la posición de identificación de una palabra en la memoria

- ¿Qué es la longitud de la palabra?

Es la cantidad de bits que puede almacenar cada posición.

9

Page 10: Informe de Circuitos Digitales 8

Bits de bus de datos = longitud de la palabra

- ¿Que es la capacidad?

Es la cantidad de información que puede almacenar una memoria. La unidad básica

de información es el bit, pero como es la práctica es muy pequeña, empleamos los

Bytes, Kilobyte, Megabyte, etc.

- ¿Qué relación hay entre el numero de bits del bus de direcciones y la

cantidad de posiciones de memoria que puede direccionar?

Posiciones de memoria = 2^ bits de direcciones

Despejando:

Bits de direcciones = log(posiciones de memoria)/losg2

- ¿Cuáles son los tipos de memoria ROM?

ROM, por las siglas de Read Only Memory, en castellano Memoria de Sólo Lectura.

Se trata de una memoria que usan los equipos electrónicos, como es el caso de las

computadoras. Aquella información que se almacene en esta memoria no puede ser

modificada por el propio usuario, de allí su nombre.

Existen los siguientes tipos de memoria ROM:

PROM: por las siglas de Programmable Read Only memory, en castellano ROM

programable, se caracteriza por ser digital. En ella, cada uno de los bits depende de

un fusible, el cual puede ser quemado una única vez. Esto ocasiona que, a través

de un programador PROM, puedan ser programadas por única vez. La memoria

PROM es utilizada en casos en que los datos necesiten cambiarse en todos o la

mayoría de los casos. También se recurre a ella cuando aquellos datos que quieran

almacenarse fe forma permanente no superen a los de la ROM.

EPROM: por las siglas en inglés de Erasable Programmable Read-Only Memory, en

castellano, ROM programable borrable de sólo lectura. Esta memoria ROM es un

chip no volátil y está conformada por transistores de puertas flotantes o celdas

FAMOS que salen de fábrica sin carga alguna. Esta memoria puede programarse a

través de un dispositivo electrónico cuyos voltajes superan a los usados en circuitos

10

Page 11: Informe de Circuitos Digitales 8

electrónicos. A partir de esto, las celdas comienzan a leerse como 1, previo a esto

se lo hace como 0. Esta memoria puede ser borrada sólo si se la expone a luces

ultravioletas. Una vez que la EPROM es programada, se vuelve no volátil, o sea que

los datos almacenados permanecen allí de forma indefinida. A pesar de esto, puede

ser borrada y reprogramada con la utilización de elevados niveles de voltaje. Si bien

actualmente siguen siendo utilizadas, presentan algunas desventajas, entre ellas

que el proceso de borrado del chip es siempre total, es decir que no se puede

seleccionar alguna dirección en particular. Por otro lado, para reprogramarlas o

borrarlas, deben removerse de su circuito y este proceso lleva por lo menos veinte

minutos. Estas desventajas han sido superadas por memorias flash y EEPROM, por

lo que las EPROM están cayendo en desuso en ciertos diseños y aplicaciones.

EEPROM: por las siglas en inglés de Electrically Erasable Programmable Read Only

Memory, en castellano ROM programable y borrable eléctricamente. Esta memoria,

como su nombre indica puede ser programada, borrada y reprogramada

eléctricamente y no con rayos ultravioleta, como en el caso de las EPROM, lo que

hace que resulten no volátiles. Además de tener las puertas flotantes, como las

anteriores, cuenta con una capa de óxido ubicado en el drenaje de la celda

MOSFET, lo que permite que la memoria pueda borrarse eléctricamente. Como para

realizar esto no se precisan programadores especiales ni rayos ultravioletas, se

puede hacer en el propio circuito. Además presenta la posibilidad de reescribir y

borrar bytes individualmente, y son más fáciles y veloces de reprogramar que las

anteriores. Las desventajas que presenta en comparación a las anteriores son la

densidad y sus costos altos.

Procedimiento

11

Page 12: Informe de Circuitos Digitales 8

A010

A19

A28

A37

A46

A55

A64

A73

A825

A924

A1021

A1123

A122

CE20

OE22

PGM27

VPP1

D011

D112

D213

D315

D416

D517

D618

D719

U1

27C64

OF

FO

N1 2 3 4

8 7 6 5

DSW1DIPSW_4

D1LED-YELLOW

D3LED-YELLOW

D4LED-YELLOW

R1220

R2220

R3220

R4220

R5330

OF

FO

N1 2 3 4 5 6 7 8

16 15 14 13 12 11 10 9

DSW2DIPSW_8

V212V

D5LED-YELLOW

- Circuito para grabar una memoria EPROM

Direccion D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7

Msj A3 A2 A1 A0 Pto a b C d E f g

L 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1

A 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1

b 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1

. 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0

S 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1

I 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0

S 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1

t 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1

. 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0

d 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1

I 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0

G 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1

12

Page 13: Informe de Circuitos Digitales 8

I 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0

t 1 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1

A 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1

L 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0

- Circuito para lectura de la memoria EPROM

A010

A19

A28

A37

A46

A55

A64

A73

A825

A924

A1021

A1123

A122

CE20

OE22

PGM27

VPP1

D011

D112

D213

D315

D416

D517

D618

D719

U1

27C64

OF

FO

N1 2 3 4

8 7 6 5

DSW1DIPSW_4

D1LED-YELLOW

D2LED-YELLOW

D3LED-YELLOW

D4LED-YELLOW

R1220

R2220

R3220

R4220

R5330

OF

FO

N1 2 3 4 5 6 7 8

16 15 14 13 12 11 10 9

DSW2DIPSW_8

V212V

CKA14

QA12

CKB1

QB9

QC8

QD11

R0(1)2

R0(2)3

U2

74LS93

- Circuito real

13

Page 14: Informe de Circuitos Digitales 8

Convertidores A/D y D/A

Objetivo

Comprender los principios de operación de los convertidores A/D y D/A

Fundamento Teorico

Analogico Digital

El término ANALÓGICO en la industria de las telecomunicaciones y el cómputo

siginica todo aquel proceso entrada/salida cuyos valores son continuos. Algo

continuo es todo aquello de puede tomar una infinidad de valores dentro de un cierto

limite, superior e inferior.

El témino DIGITAL de la misma manera involucra valos de entrada/salida discretos.

Algo discreto es algo que puede tomar valores fijos. El el caso de las

comunicaciones digitales y el cómputo, esos valores son el CERO (0) o el UNO (1) o

Bits (BInary DigiTs).

14

Page 15: Informe de Circuitos Digitales 8

Ventajas de la comunicación digital

La transmisión digital es la transmisión de pulsos digitales entre dos puntos, en un

sistema de comunicación. La información de la fuente original puede estar ya sea en

forma digital o en señales analógicas que deben convertirse en pulsos digitales,

antes de su transmisión y convertidas nuevamente a la forma analógica en el lado

del receptor.

Algunas de las VENTAJAS de la transmisión digital [con respecto a la analógica]

son:

1.-La ventaja principal de la transmisión digital es la inmunidad al ruido. Las

señales analógicas son más susceptibles que los pulsos digitales a la

amplitud, frecuencua y variaciones de fase. Esto se debe a que con la

transmisión digital, no se necesita evaluar esos parámetros, con tanta

precisión, como en la transmisión analógica. en cambio, los pulsos recibidos

se evalúan durante un intervalo de muestreo y se hace una sola

determinación si el pulso está arriba (1) o abajo de un umbral específico (0).

2.-Almacenamiento y procesamiento: Las señales digitales se pueden

15

Page 16: Informe de Circuitos Digitales 8

guardarse y procesarse fácilmente que las señales analógicas.

3.- Los sistemas digitales utilizan la regeneración de señales, en vez de la

amplificación, por lo tanto producen un sistema más resistente al ruido que su

contraparte analógica. 4.- Las señales digitales son más sencillos de medir

y evaluar. Por lo tanto es más fácil comparar el rendimiento de los sistemas

digitales con diferentes capacidades de señalización e información, que con

los sistemas analógicos comparables.

5.- Los sistemas digitales están mejor equipados para evaluar un rendimiento

de error (por ejemplo, detección y corrección de errores), que los

analogicos.

6.- Los equipos que procesan digitalmente consumen menos potencia y son

más pequenós, y muchas veces con más económicos.

Algunas de las DESVENTAJAS de la transmisión digital son las siguientes:

1.- La transmisión de las señales analógicas codificadas de manera digital

requieren de más ancho de banda para transmitir que la señal analógica.

2.- Las señales analógicas deben convertirse en códigos digitales, antes que

su transmisión y convertirse nuevamente a nalaógicas en el receptor.

3.-La transmisión digital requiere de sincronización precisa, de tiempo,

entre los relojes del transmisor y receptor.

4.- Los sistemas de transmisión digital son incompatibles con las

instalaciones analógicas existentes.

CONVERSION ANALOGICO-DIGITAL (ADC, Analogic to Digital Conversion)

La conversión Analógico-Digital consta de varios procesos:

Muestreo

16

Page 17: Informe de Circuitos Digitales 8

Cuantización Codificación

Muestreo

Toda la tecnología digital (e.g. audio, video) está basado en la técnica de muestreo

(sampling en inglés). En música, cuando una grabadora digital toma una muestra,

básicamente toma una fotografía fija de la forma de onda y la convierte en bits, los

cuales pueden ser almacenados y procesados. Comparado con la grabación

analógica, la cual está basada en registros de voltaje como patrones de

magnetización en las partículas de óxido de la cinta magnetica. El muestreo digital

convierte el voltaje en números (0s y 1s) los cuales pueden ser fácilmente

representados y vueltos nuevamente a su forma original.

Razón de muestreo

La frecuencia de muestreo de una señal en un segundo es conocida como razón de

muestreo medida en Hertz (Hz).

1 Hz = 1/seg

17

Page 18: Informe de Circuitos Digitales 8

La razón de muestreo determina el rango de frecuencias [ANCHI DE BANDA] de un

sistema. A mayores razones de muestreo, habrá más calidad o precisión.

Por ejemplo en audio digital se usan las siguientes razones de muestreo:

24,000 = 24 kHz - 24,000 muestras por segundo. Una muestra cada 1/24,000 de segundo.

30,000 = 30 kHz - 30,000 muestras por segundo. Una muestra cada 1/30,000 de segundo.

44,100 = 44.1 kHz - 44,100 muestras por segundo. Una muestra cada 1/44,000 de segundo.

48,000 = 48 kHz - 48,000 muestras por segundo. Una muestra cada 1/48,000 de segundo.

Una señal de audio muestreada a 48 KHz tiene una mejor calidad [el doble], que

una señal muestrueada a 24 KHz. Pero, una señal muestreada a 48 KHz, ocuparía

el doble del ancho de banda que la de 24 KHz. Por lo que si queremos mayor

calidad, lo perdemos en ancho de banda. Cuando bajan archivos en Internet MP3

por ejemplo, éstos tienen diferentes calidades, un archivo MP3 de mejor calidad,

ocupará mayor espacio en disco.

La calidad de un disco compacto [CD] equivale un muestreo de 44.1 KHz a 16 bits,

éste es el éstándar. Si decimos que los archivos MP3 tienen calidad de CD, es que

están muestreados a 44.1 KHz a 16 bits.

¿Qué razón de muestreo es la suficiente para que al ser digitalizada una señal

analógica y al realizar el proceso contrario, digital-analógico, la señal sea idéntica [o

casi idéntica] a la original?

La respuesta es el Teorema de Nyquist.

Cuantización:

Es el proceso de convertir valores continuos [e.g voltajes] en series de valores

discretos.

Por ejemplo el audio digital [e.g. MP3, WAV, etc] tienen dos características bien

importantes, el muestreo (tiempo) y la cuantización (nivel).

18

Page 19: Informe de Circuitos Digitales 8

Mientras que el muestreo representa el tiempo de captura de una señal, la

cuatización es el componente amplitud de el muestreo. En otras palabras, mientras

que el muestreo mide el tiempo (por instancia 44,100 muestras por segundo), la

cuantización es la técnica donde un evento analógico es medido dado un valor

numérico.

Para hacer esto, la amplitud de la señal de audio es representada en una serie de

pasos discretos. Cada paso está dado entonces por un número en código binario

que digitalmente códifica el nivel de la señal. La longitud de la palabra determina la

calidad de la representación. Una vez más, una palabra más larga, mejor la calidad

de un sistema de audio (comparando una palabra de 8 bits con una de 16 bits o 32

bits)

El bit de resolución de un sistema define el rango dinámico de el sistema. 6 dB es

ganado por cada bit.

Entonces, se debe de tomar muestras a tiempos menores y se debe de cuantizar a

mayores niveles (bits), si sucede lo contrario suceden errores de cuantización.

Codificación

La codificación es la representación numérica de la cuantización utilizando códigos

ya establecidos y estándares. el código más utilizado es el código binario, pero

también existen otros tipos de códigos que son empleados.

A continuación se presenta una tabla donde se representan los números del 0 al 7

con su respectivo código binario. Como se ve, con 3 bits, podemos representar ocho

estados o niveles de cuantización.

En general

2(n)= Niveles o estados de cuantización

donde n es el número de bits.

Número Código binario0 0001 001

19

Page 20: Informe de Circuitos Digitales 8

2 0103 0114 1005 1016 1107 111

Informe Final

Convertidor D/A

20

Page 21: Informe de Circuitos Digitales 8

La resolución de este convertidor queda dada por la expresión:

R= 1

(2n−1)

Donde n = numero de bits. En este caso n = 4

21

D C B ASALIDA DEL

CONVERTIDOR0 0 0 0 0.010 0 0 1 0.680 0 1 0 1.350 0 1 1 2.020 1 0 0 2.690 1 0 1 3.360 1 1 0 4.030 1 1 1 4.71 0 0 0 5.371 0 0 1 6.041 0 1 0 6.711 0 1 1 7.381 1 0 0 8.051 1 0 1 8.721 1 1 0 9.391 1 1 1 10.1

Page 22: Informe de Circuitos Digitales 8

R= 1

(24−1 )

R= 1(15)

=0.0667=6.67 %

Convertidor Analógico Digital

Observaciones y Conclusiones

Los sistemas ADC y DAC son necesarios cuando se realiza procesamiento digital

de señales, permiten el nexo entre ambos espacios, del mundo real y el digital.

Son muy utilizados en sistemas de instrumentación y adquisición de datos. Cada

convertidor posee sus propias características y parámetros que lo definen. Estos

22

Page 23: Informe de Circuitos Digitales 8

parámetros y medidas se toman con respecto a curvas ideales de transferencia, o

sea, cuando más se ajuste un determinado modelo en su funcionamiento a estas

curvas, más preciso será. Para obtener un buen funcionamiento de cada

convertidor, es importante destacar los parámetros que aporta el fabricante de

cada dispositivo y las condiciones de trabajo en que fueron medidas.

En todo ADC el conjunto de bits obtenidos a la salida sea un reflejo lo más exacto

posible del valor analógico correspondiente. Si el ADC, está situado a la salida de

un sensor (que habitualmente aporta una señal de amplitud débil) es esencial que

en la etapa de conversión no se genere un nivel de ruido que impida la

conversión real de la señal de entrada. La arquitectura más extendida entre los

ADC es la basada en el método de las aproximaciones sucesivas. Su éxito se

fundamenta en conseguir tanto una resolución como una velocidad aceptable

para una gran variedad de aplicaciones. Normalmente se trata de redes resistivas

conectadas a los bits de entrada, con cada valor de resistencia ajustado al valor

del bit de entrada, como estructura básica.

Los conversores se han enfrentado siempre a la dualidad velocidad y resolución,

las diversas estructuras desarrolladas y disponibles comercialmente permiten

adaptar un modelo para cada aplicación. Las configuraciones más frecuentes,

atendiendo a criterios de velocidad, son: conversores lentos (de 1 a 100ms), que

incluyen dispositivos de rampa y de escalera; los conversores medios (de 1μs a

1ms) abarcan los denominados aproximaciones sucesivas; y los rápidos (entre 25

Mhz), flash.

23