laboratorio 7 final

UNIVERSIDAD NACIOANL MAYOR DE SAN MARCOS

FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y ELÉCTRICAESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE

INGENIERÍA ELECTRÓNICA

Curso: Laboratorio de Circuitos Digitales II

Trabajo:Informe Final Nº7

Tema: Circuitos de Conversión ADC y DAC

Alumnos:Solis Miñano, Julio Cesar Junior 09190084Granda Collado, Manuel Gilberto 09190033Adrianzen Manrique, Piero Eduardo 09190088Huanca Honorio, Dennis Mark 09190035Palomino Vera Pavel 05190170

Profesor:Ing. Oscar Casimiro Pariasca

2011CIRCUITOS DIGITALES II


UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOSFACULTAD DE INGENIERIA ELECTRONICA

LABORATORIO DE CIRCUITOS DIGITALES II

I. LABORATORIO 7: Circuitos de Conversión ADC y DAC.

II. Profesor: Ing. Oscar Casimiro Pariasca.

III. OBJETIVO:

1. Describir el concepto básico de digitalización2. Interpretar las hojas de datos de los circuitos de conversión A/D y D/A.3. Comprender los diferentes parámetros de los circuitos de conversión A/D y

D/A4. Verificar en forma práctica el funcionamiento de estos circuitos realizando el

proceso de diseño, montaje, pruebas y medidas.

IV. MATERIALES y EQUIPO:

Protoboard, cables de conexión. CI. : ADC 0804, DAC 0808 (ó 0806), OP 741 ( ó LF 341) Resistencias: 2 x 10 Kohm ¼ Watt; 4 x 4.7 K ohm; 8 x 150 ohm Condensadores: 0.1 μF; 150 pF LEDs x 8. Fuente de c.c. +5 voltios, +/- 15 voltios, Generador de señales, Osciloscopio,

VOM.

V. MARCO TEÓRICO

Introducción:

Las señales analógicas son variables eléctricas que evolucionan en el tiempo en forma análoga a alguna variable física. Estas variables pueden presentarse en la forma de una corriente, una tensión o una carga eléctrica. Varían en forma continua entre un límite inferior y un límite superior.

Una señal digital es una forma de onda muestreada o discreta, pero cada número en la lista puede, en este caso, tomar solo valores específicos. Por ejemplo, si se toma una forma de onda de voltaje muestreada y se redondea cada valor a la décima de voltio más cercana, el resultado es una señal digital.

El propósito de la conversión A/D (analógico a digital) facilitar su procesamiento (codificación, compresión, etc.) y hacer la señal resultante (la digital) más inmune al ruido y otras interferencias a las que son más sensibles las señales analógicas. Mientras que el propósito de la conversión D/A (digital a analógico) es facilitar la lectura de la señal en la salida.

ADC (Analog to Digital Converter):

El convertidor ADC es el único elemento totalmente indispensable en un sistema de adquisición de datos. A nivel de elemento de circuito, el ADC se caracteriza por una entrada analógica, una salida digital y varias señales de control y alimentación.

CIRCUITOS DIGITALES II

http://es.wikipedia.org/wiki/Interferencia

http://es.wikipedia.org/wiki/Ruido_(f%C3%ADsica)

http://es.wikipedia.org/wiki/Compresi%C3%B3n_digital

http://es.wikipedia.org/wiki/Codificaci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Procesamiento_digital_de_se%C3%B1ales

http://es.wikipedia.org/wiki/Voltio

http://es.wikipedia.org/wiki/Voltaje

http://es.wikipedia.org/wiki/Se%C3%B1al_digital


Las señales de control más importantes y características son: WR e INTR. La primera es una entrada que requiere el circuito para que comience la conversión que durará un tiempo que a veces es conocido de antemano y otras veces no. La señal INTR es la que indica al circuito o microprocesador donde están entrando las señales digitales, cuándo ha terminado la conversión. Es por tanto una señal de salida. El elemento de salida del ADC es un Latch o registro donde se almacena el dato. Este permanecerá almacenado o cambiará controlado por unas entradas de Enable y Chip Select del Latch.

El funcionamiento de un ADC es muy simple: se inicia la conversión cuando la señal WR pasa a 1. El ADC comienza la conversión y avisa cuándo termina mediante una bajada a 0 del INTR.

DAC (Digital to Analog Converter):

Es un dispositivo que convierte una entrada digital (generalmente binaria) a una señal analógica (generalmente voltaje o carga eléctrica). Los conversores digital-analógico son interfaces entre el mundo abstracto digital y la vida real analógica. La operación reversa es realizada por un conversor analógico-digital (ADC).

Este tipo de conversores se utiliza en reproductores de sonido de todo tipo, dado que actualmente las señales de audio son almacenadas en forma digital (por ejemplo, MP3 y CDs), y para ser escuchadas a través de los altavoces, los datos se deben convertir a una señal analógica. Los conversores digital-analógico también se pueden encontrar en reproductores de CD, reproductores de música digital, tarjetas de sonidos de PC, etc.

Mediante una suma ponderada de los dígitos de valor 1 se consigue, en forma muy simple, un conversor digital-analógico rápido; la ponderación puede hacerse con una serie de resistencias en progresión geométrica (cada una mitad de la anterior), lo cual obliga a utilizar un amplio rango de resistencias, o bien mediante una red R-2R que efectúa sucesivas divisiones por 2.



Puede convertirse una tensión en número binario utilizando un conversor opuesto D/A, a través de la comparación entre la tensión de entrada y la proporcionada por dicho conversor D/A aplicado a un generador de números binarios; se trata de aproximar el número-resultado a aquel cuya correspondiente tensión analógica es igual a la de entrada. La aproximación puede hacerse de unidad en unidad, mediante un simple contador, o dígito a dígito mediante un circuito secuencial específico.

VI. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

1. Implementar el circuito de la Figura 1:

2. Comprobar el correcto funcionamiento de los circuitos de conversión A/D y D/A.



VIN+6

VIN-7

VREF/29

CLK IN4

A GND8

RD2

WR3

INTR5

CS1

D GND10

DB7(MSB)11

DB612

DB513

DB414

DB315

DB216

DB117

DB0(LSB)18

CLK R19

VCC20

U1

ADC0804

R1

150

D1

LED-RED

R2

150

D2

LED-RED

R3

150

D3

LED-RED

R4

150

D4

LED-RED

R5

150

D5

LED-RED

R6

150

D6

LED-RED

R7

150R8

150

D8

LED-RED

C1150pF

R9

10k

SW1

SW-SPDT-MOM

20%

RV110k

V15V

D7

LED-RED

A26

VREF(+)14

VEE3

GND2

A15

IOUT4

A37

A48

A59

A610

A711

A812

VCC13

VREF(-)15

COMP16

U2

DAC0806

C2(1)

R2

4.7k

R2(1)

R310k

3

26

74

15

U3

LF351

U3(V-)

U3(V+)

R4

4.7k

C2

0.1uF

OFF ON 12345678

9

DSW1

DIPSWC_8

3. Grafique VIN (Pin 6 de ADC0804) y VOUT (Pin 6 del LF 351), usando los dos canales del osciloscopio al mismo tiempo con los mismos voltios por división (escala: 2V/div).



4. A continuación se muestran los diagramas esquemáticos:



VII. CUESTIONARIO FINAL

1. Presentar las gráficas de la simulación y el esquema del circuito experimental.

Graficas de la Simulación:

Esquema del circuito experimental:



2. Presentar las gráficas de los voltajes de entrada y salida.

3. Presentar comentarios sobre el comportamiento del circuito ante variaciones de la frecuencia de la señal de entrada, de la frecuencia de muestreo, de la forma de onda de la señal de entrada.

4. Con ayuda de algún programa de simulación, realice la implementación del diagrama de bloques presentado en la Figura 1. Los planos esquemáticos de cada uno de estos circuitos se muestran en la Figura 2.

Implementación del diagrama de Bloques:



VIN+6

VIN-7

VREF/29

CLK IN4

A GND8

RD2

WR3

INTR5

CS1

D GND10

DB7(MSB)11

DB612

DB513

DB414

DB315

DB216

DB117

DB0(LSB)18

CLK R19

VCC20

U1

ADC0804

R110k

C1

1nF

U1(VIN+)

A26

VREF(+)14

VEE3

GND2

A15

IOUT4

A37

A48

A59

A610

A711

A812

VCC13

VREF(-)15

COMP16

U2

DAC0806

C2(1)

R2

4.7k

R2(1)

R310k

3

26

74

15

U3

LF351

U3(V-)

U3(V+)

R4

4.7k

C2

0.1uF

U1(VCC)

5. Analizar los resultados obtenidos en la parte experimental.

Comprobando el correcto funcionamiento del ADC:

VIN+6

VIN-7

VREF/29

CLK IN4

A GND8

RD2

WR3

INTR5

CS1

D GND10

DB7(MSB)11

DB612

DB513

DB414

DB315

DB216

DB117

DB0(LSB)18

CLK R19

VCC20

U1

ADC0804

R1

150

D1

LED-RED

R2

150

D2

LED-RED

R3

150

D3

LED-RED

R4

150

D4

LED-RED

R5

150

D5

LED-RED

R6

150

D6

LED-RED

R7

150R8

150

D8

LED-RED

C1150pF

R9

10k

SW1

SW-SPDT-MOM

20%

RV110k

V15V

D7

LED-RED

K=V REF

2n=¿¿¿

Al estar desconectado el pin 9 el VRef es VCC = 5V. Entonces:

K=5V28

=19.53mV

[D ]=V ¿

K



VIN+6

VIN-7

VREF/29

CLK IN4

A GND8

RD2

WR3

INTR5

CS1

D GND10

DB7(MSB) 11DB6 12DB5

13DB4

14DB3 15DB2 16DB1 17

DB0(LSB) 18

CLK R19

VCC 20

U1

ADC0804

R1

150

D1

LED-RED

R2

150

D2

LED-RED

R3

150

D3

LED-RED

R4

150

D4

LED-RED

R5

150

D5

LED-RED

R6

150

D6

LED-RED

R7

150R8

150

D8

LED-RED

C1150pF

R9

10k

SW1

SW-SPDT-MOM

20%

RV110k

V15V

D7

LED-RED

Volts

+1.00

Experiencia Análisis TeóricoVin Binario Decimal Decimal Binario0V 00000000 0 0 000000001V 00110011 51 51.2 001100111.5V 01001100 76 76.8 010011002V 01100110 102 102.4 011001103V 10011001 153 153.6 100110014V 11001101 204 204.8 110011005V 11111111 256 256 11111111

VIN+6

VIN-7

VREF/29

CLK IN4

A GND8

RD2

WR3

INTR5

CS1

D GND10

DB7(MSB) 11DB6 12DB5 13DB4 14DB3 15DB2 16DB1 17

DB0(LSB) 18

CLK R19

VCC 20

U1

ADC0804

R1

150

D1

LED-RED

R2

150

D2

LED-RED

R3

150

D3

LED-RED

R4

150

D4

LED-RED

R5

150

D5

LED-RED

R6

150

D6

LED-RED

R7

150R8

150

D8

LED-RED

C1150pF

R9

10k

SW1

SW-SPDT-MOM

100%

RV110k

V15V

D7

LED-RED

Volts

+5.00

Para el circuito propuesto en la experiencia:



Podemos notar que este es un circuito que sirve para muestrear señales con 8 niveles, por lo tanto la señal muestreada en la salida VOUT tendrá la siguiente forma.

VIII. CONCLUSIONES

Las señales analógicas son variables eléctricas que evolucionan en el tiempo en forma análoga a alguna variable física.

Una señal digital es una forma de onda muestreada o discreta, pero cada número en la lista puede, en este caso, tomar solo valores específicos.

El propósito de la conversión A/D es facilitar su procesamiento y hacer la señal resultante más inmune al ruido. Mientras que el propósito de la conversión D/A es facilitar la lectura de la señal en la salida.

El convertidor ADC es el único elemento totalmente indispensable en un sistema de adquisición de datos.

Los conversores digital-analógico son interfaces entre el mundo abstracto digital y la vida real analógica.

Al dejar desconectado el pin 9 (VREF/2) el voltaje de referencia es el de VCC.


http://es.wikipedia.org/wiki/Ruido_(f%C3%ADsica)

http://es.wikipedia.org/wiki/Procesamiento_digital_de_se%C3%B1ales

http://es.wikipedia.org/wiki/Se%C3%B1al_digital


IX. BIBLIOGRAFIA

Sistemas Digitales Principios y Aplicaciones - Ronald J. Tocci

http://www.fceia.unr.edu.ar/enica3/da-ad.pdf

http://es.wikipedia.org/wiki/Comparaci%C3%B3n_de_se%C3%B1ales_anal%C3%B3gicas_y_digitales

http://e-md.upc.edu/diposit/material/27349/27349.pdf

http://ceres.ugr.es/~alumnos/luis/f_onda_t.htm

http://proton.ucting.udg.mx/~cruval/convadc.html

http://sistemas.itlp.edu.mx/tutoriales/sistdigitales/tem7_2_.htm

http://www.angelfire.com/al4/pc/tad.htm

http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/intersil/fn3094.pdf

http://pdf1.alldatasheet.es/datasheet-pdf/view/8296/NSC/DAC0808.html

http://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=ADC0804

http://www.oocities.org/es/jeduardotrellest/m10_convertidores_digital_analogico.pdf


laboratorio 7 final

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