lab 1 circuitos digitales ii

5/24/2018 LAB 1 Circuitos Digitales II

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Universidad Nacional Mayor de San Marcos

Facultad de Ingeniera Electrnica y Elctrica

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Experiencia 1

Convertidor Digital Analgico

Curso: Laboratorio Circuitos Digitales II.

Profesor: Guillermo Tejada Muoz.

Alumnos:

Jorge De la Cruz Vsquez. 07190161 Marco Perales Vallejos. 08190085Frank Delegado 08190012

Fecha de realizacin: 05-09-2011

Fecha de entrega: 19-09-2011


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Contenido

Resumen y objetivos de la experiencia.. 3Datos, cmputos y resultados tabulados..4-7Discusin de datos y resultados..8-11Conclusiones. 12Apndice. 13-17


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Resumen y objetivos de la experiencia

En esta experiencia se pudo comparar las ecuaciones de salidas de la forma terica y

prctica (medida en el laboratorio) para los circuitos del DAC tanto para el

funcionamiento unipolar y bipolar, para el Convertidor DAC en funcionamiento

Unipolar primero se tuvo que eliminar el voltaje Offset del LM741, haciendo las

siguientes pasos: a la vez llevar todas las entradas de bits del DAC a tierra luego

conectando el pin 1 y el pin 5(del LM741) a cada una de las patitas extremas del

potencimetro de 10k luego el pin 4 a la patita del medio, de esa manera reduciramos

el voltaje Offset claro est que tenamos que regularlo con el potencimetro hasta que

tener un voltaje igual a 0v de manera que para el circuito en funcin Bipolar no

tenamos la necesidad de volver ajustar el voltaje.

Durante la realizacin de esta experiencia se tuvo en cuenta los siguientes objetivos:

a) Conocer las caractersticas de un DAC.b) Conocer el funcionamiento unipolar y bipolar de un DAC.c) Comprobar la validez de las ecuaciones de salida de un Conversor Digital

Analgico en funcionamiento unipolar y bipolar.


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Datos, cmputos y resultados tabulados

1. Convertidor DAC en funcionamiento unipolar.

Implemente el circuito de la figura 1, eliminar el offset y completar la tabla 1.

Del circuito se obtiene las siguientes ecuaciones:

Debido a que la salida de la corrientey la entra del opam estn conectadas atierra, entonces tenemos que , debido a esto se obtiene la siguiente relacin:

(1)Se sabe que:

. (2)

Reemplazando (2) en (1) se obtiene la siguiente relacin:

* [D]*Pero como reemplazando esta expresin a la ecuacin anterior seobtiene la ecuacin de la salida:

.

0


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Con los siguientes datos obtenidos de los valores de las resistencias en la prctica

completamos la parte de la salida tericaporqu la parte de la salida medidason los

obtenidos de la medicin en el laboratorio.

Rf =2.198K

Rref =2.701K

Vref =+5V

Completando la tabla 1:

Para:

TABLA 1

FUNCIONAMIENTO UNIPOLAR

Entradas1 = 5V0 = 0V

B1B2..B8

Entradas(decimal)

Salida terica(V)Calcular con Rref, Rf y Vref

medidos en la practicaSalida medida(V)

00000000 0 0.000 0.0084

00000001 1 0.016 0.019

00000010 2 0.031 0.038

01111111 127 2.018 2,384

10000000 128 2.034 2.402

11111101 253 4.021 4.74

11111110 254 4.037 4.76

11111111 255 4,058 4.78


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4.2. Convertidor DAC en funcionamiento bipolar.

Demostrando la ecuacin de la salida se obtienen las siguientes ecuaciones:

. (1)De la figura se obtiene que:

. (2)Reemplazando (2) en (1):

( ) .. (3)

Pero sabemos que:

. .. (4)

Reemplazando (4) en (3):

.. (5)

Se sabe que:

.. (6)Finalmente reemplazando (6) en (5) se obtiene que:

( ( ) ).Como :

( ( ) ).


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Con los valores de las resistencias hallados en la prctica completamos la tabla 2 (solo

la parte de la salida terica)

R = 2.201KRf =2.198K

Rref =2.701K

Vref =+5V

Completamos la tabla 2:

Para:

TABLA 2

FUNCIONAMIENTO BIPOLAR


B1B2..B8

Entradas(decimal)



00000000 0 -4.058 -4,2 m00000001 1 -4.026 -4.8 m

00000010 2 -3.994 -6,5 m

01111111 127 -0.018 4,14

10000000 128 0.013 -3,6 m

11111101 253 3.989 4.07

11111110 254 4.021 4.11

11111111 255 4.053 4.14


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Discusin de datos y resultados

Convertidor DAC en funcionamiento Unipolar

La ecuacin que rige la siguiente tabla es:

Donde los valores prcticos son:

TABLA 1

FUNCIONAMIENTO UNIPOLAR


B1B2..B8

Entradas(decimal)



00000000 0 0.000 0.0084

00000001 1 0.016 0.019

00000010 2 0.031 0.03801111111 127 2.018 2,384

10000000 128 2.034 2.402

11111101 253 4.021 4.74

11111110 254 4.037 4.76

11111111 255 4,058 4.78


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DISCUSIN DE LA GRFICA 1:

*El DAC nos dar un voltaje de salida proporcional al valor binario en la entrada.

*Todos los voltajes de salida son positivos, esto se debe a la configuracin unipolar del

DAC

Grfica 1

Salida analgica vs. binaria en funcionamiento unipolar


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Convertidor DAC en funcionamiento Bipolar

La ecuacin que rige la siguiente tabla es:

( ( ) )

Donde los valores prcticos son:

TABLA 2

FUNCIONAMIENTO BIPOLAR


B1B2..B8

Entradas(decimal)



00000000 0 -4.058 -4,2 m

00000001 1 -4.026 -4.8 m

00000010 2 -3.994 -6,5 m

01111111 127 -0.018 -4,14m

10000000 128 0.013 -3,6 m

11111101 253 3.989 4.07

11111110 254 4.021 4.11

11111111 255 4.053 4.14

DISCUSIN DE LA GRFICA 2:

Esta configuracin bipolar del DAC nos da la ventaja de poder obtener voltajesde salida tanto positivos como negativos (tericos)

En la grfica no se puede visualizar la simetra de los valores obtenidos en laprctica y los que se obtuvieron tericamente.

Para los voltajes de entrada en cdigo binario, 00000000, 00000001, 00000010, 01111111, 10000000; se obtuvieron un gran margen de error en la salida de

voltaje. Este error puede deberse a las condiciones del integrado o a la

configuracin del circuito.


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Conclusiones

Para los datos obtenidos en la tabla 1, las salidas terica y medida para el DACen funcionamiento unipolar son similares por lo que concluimos que la

ecuacin de salida para el funcionamiento unipolar se cumple.

Para los datos obtenidos en la tabla 2, las salidas terica y medida para el DACen funcionamiento bipolar no son similares por lo que concluimos el error se

debe a la configuracin del circuito o limitaciones de la formula obtenida

tericamente para esos voltajes de entrada.

Cuando medimos el valor de la salida en funcionamiento unipolar cuando laentrada es 00000000 y nos damos cuenta que la salida no es cero, debemos

eliminar el voltaje de OFFSET para lograr este valor.

Esto se logra variando el potencimetro (colocado entre las patas 1 y 5 delOPAM) cuando el valor de la entrada hace que la salida sea cero.

Eliminar el voltaje de OFFSET en el OPAM en ambas configuraciones (unipolar ybipolar) hace que los valores medidos en la salida del OPAM se acerquen a los

valores calculados tericamente.

Todos los datos obtenidos se dieron con debido a que nose pudo aproximar a 0 voltios.

Se debe tener en cuenta el orden de las patitas del DAC 0800 del 5 al 12 paraobtener una entrada digital, la patita 5 es la de la cifra ms significativa y la 12la de la menos significativa, las patitas del 6 al 11 son las dems cifras.

Podemos darnos cuenta de la importancia y las aplicaciones que se dan en laactualidad gracias al DAC.


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Apndice

a. Forma fsica y la conexin de los pines del Amplificador Operacional(LM741C)


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b. Diagrama de bloques y conexiones de los pines del DAC 0800.


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c. APLICACIONES DE LOS DACs

Los DAC se utilizan siempre que la salida de un circuito digital tiene que ofrecer un

voltaje o corriente analgico para impulsar o activar un dispositivo analgico. Algunas

de las aplicaciones ms comunes se describen a continuaciones.

- Control:la salida digital de una computadora puede convertirse en una seal de

control analgica para ajustar la velocidad de un motor, la temperatura de un horno o

bien para controlar casi cualquier variable fsica.

- Anlisis automtico: las computadoras pueden ser programadas para generar lasseales analgicas (a travs de un DAC) que se necesitan para analizar circuitos

analgicos. La respuesta de salida analgica del circuito de prueba normalmente se

convertir en valor digital por un ADC y se alimentar a la computadora para ser

almacenada, exhibida y algunas veces analizada.

- Control de amplitud digital:un DAC multiplicativo se puede utilizar para ajustar

digitalmente la amplitud de una seal analgica. Recordemos que un DAC

multiplicativo produce una salida que es el producto de un voltaje de referencia y la

entrada binaria. Si el voltaje de referencia es una seal que vara con el tiempo, la

salida del DAC seguir esta seal, pero con una amplitud determinada por el cdigo de

entrada binario. Una aplicacin normal de esto es el control de volumen digital,

donde la salida de un circuito o computadora digital puede ajustar la amplitud de una

seal de audio.

- Convertidores A/D:varios tipos de convertidores A/D utilizan DACs que son parte

de sus circuitos.


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