NOTA :

FECHA : …………… CICLO : _____

CURSO : SENSORES Y ACONDICIONAMIENTO DE SEÑALES

TEMA : CONVERSOR DAC

PROFESOR : …………………………………

GRUPO : …………………………………

ALUMNO : …………………………………

CODIGO : …………………………………

GUIA DE LABORATORIO N7

LAB. DE SENSORES Y ACONDICIONAMIENTO DE SEÑALES EXP. 4Este material de enseñanza se hace en concordancia con lo dispuesto por la legislación sobre derechos de autor:

Ley 13714

Art. 69.- Pueden ser reproducidos y difundidos breves fragmentos de obras literarias, científicas y artísticas, y aun la obra entera, si su breve extensión y naturaleza lo justifican; siempre que la reproducción se haga con fines culturales y no comerciales, y que ella no entrañe competencia desleal para el autor en cuanto a aprovechamiento pecuniario de la obra, debiendo indicarse, en todo caso, el nombre del autor, el titulo de la obra y la fuente de donde se hubieron tomado.

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LAB. DE SENSORES Y ACONDICIONAMIENTO DE SEÑALES EXP. 4

UNIVERSIDAD RICARDO PALMA

FACULTAD DE INGENIERIA

LABORATORIO DE CONTROL

JEFATURA

NUMEROS EMERGENCIA:

7080000 CENTRAL URP

- ANEXOS TELEFONICOS internos:

Departamento Medico URP - Enfermería – Urgencias 8188

- Jefe del departamento medico 8147

Jefatura de Seguridad URP: 8023

A. Recomendaciones de la Jefatura del Laboratorio de Control

Ubique los equipos de seguridad más próximos, Infórmese sobre su funcionamiento y ubicación de los extintores, lavatorios, salida de emergencia. etc.

Infórmese sobre las medidas básicas de seguridad. Lea con detenimiento la presente guía de seguridad que ha elaborado el Laboratorio de Control, acuérdese que la seguridad es tarea de todos.

Antes de manipular un equipo que no conoce o existe duda, consulte al profesor. Recuerde que no está permitido realizar ninguna experiencia no autorizada por el profesor del curso o técnicos encargados de turno.

B. Protección

Cuidado particular con la vista. Es obligatorio usar gafas de seguridad siempre que se esté manipulando productos químicos o realizando cualquier tipo actividad que implique salpicadura donde los ojos puedan ser dañados.

Vestimenta.

Se recomienda el uso de guardapolvo en el laboratorio. No es aconsejable llevar minifalda, pantalones cortos o medias de nylon.

Se recomienda llevar zapatos cerrados con suela de jebe y no sandalias.

Los cabellos largos suponen un riesgo que puede evitarse fácilmente recogiéndolos con una cola. Las alumnas no podrán ingresar con falda, shorts, ni ninguna prenda que exhiba la parte de las pantorrillas, siendo esta zona vulnerable a la corriente eléctrica por ser un gran conductor en los seres humanos.

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C. Practicas en los ambientes del Laboratorio de Control

Un comportamiento irresponsable puede ser motivo de expulsión inmediata del laboratorio y de sanción académica.

Normas higiénicas. Queda terminantemente prohibido ingresar con bebidas y alimentos. Lávese siempre las manos después de hacer un experimento. Esta prohibido fumar en el laboratorio. No inhale, pruebe o huela productos químicos si no está debidamente informado.

Trabaje con orden y limpieza. El orden es fundamental para evitar accidentes. Mantenga el área de trabajo ordenada, sin libros, prendas, bolsas, etc.

Responsabilidad. Los equipos, materiales e instrumentos que se le proporcionan son de su entera responsabilidad, cuídelos. No se debe gastar bromas, correr, jugar, empujar, hacer escándalo. Ingrese a su hora establecida, evite realizar sus prácticas con demasiada prisa.

Queda terminantemente prohibido ingresar o hacer experimentos sin la autorización de su profesor o técnico de turno del laboratorio.

Riesgo eléctrico.

Siga exactamente las instrucciones de funcionamiento y manipulación de los equipos.

No enchufes nunca un equipo sin toma de tierra o con los cables o conexiones en mal estado.

Al manipular un aparato, compruebe siempre que se encuentra desconectado de la fuente de alimentación.

PRIMEROS AUXILIOS

En caso de accidente, avisa inmediatamente al profesor o al técnico de turno. Tenlo siempre presente estos anexos internos

Enfermería – Urgencias 8188Jefe del departamento medico 8147

Jefatura de Seguridad 8023

Fuego en el laboratorio. Evacue el laboratorio, por pequeño que sea el fuego avise inmediatamente a su profesor o al técnico de turno.

Quemaduras. Las pequeñas quemaduras se tratan lavando la zona afectada con agua fría durante 10-15 minutos. Las quemaduras más graves requieren atención médica inmediata. No utilice cremas y pomadas grasas en las quemaduras graves.

Cortes. Cortes pequeños son comunes, es prudente lavar bien y con abundante agua corriente la zona afectada, durante 10 minutos como mínimo. Informe al profesor o

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LAB. DE SENSORES Y ACONDICIONAMIENTO DE SEÑALES EXP. 4técnico de turno para que se le facilite un botiquín medico. Si son grandes y no paran

de sangrar, requiere asistencia médica inmediata. RESUMEN

Ante cualquier duda, consulta con el profesor o técnico de turno.

Infórmate. Recomendamos familiarizarse con los elementos de seguridad del laboratorio (extintores, lavadores, duchas, salidas, etc.). Lea atentamente las instrucciones antes de hacer un experimento. Protección de los ojos. Utiliza las gafas de seguridad. No uses lentillas.

Vestimenta

Recomendamos el uso guantes, guardapolvo y gafas de protección.

Cuidado con los tejidos sintéticos.

Normas generales

Está prohibido fumar, comer o beber en el laboratorio.

Lávate las manos antes de dejar el laboratorio.

Trabaja con orden, limpieza y sin prisas.

Si se derrama un producto, recójalo inmediatamente.

Deja siempre el material limpio y ordenado.

Está terminantemente prohibido hacer experimentos no autorizados.

No utilices nunca un equipo o aparato sin conocer perfectamente su funcionamiento.

Manipulación del vidrio

Protege tus manos al introducir los tubos de vidrio en los tapones.

Atención: el vidrio caliente no se distingue del frío.

No uses vidrio agrietado.

Productos químicos

No utilices ningún frasco de reactivos al que le falte la etiqueta.

No huelas, inhales, pruebes o toques los productos químicos..

Ponte guantes y lávate las manos a menudo, si usas productos tóxicos o corrosivos.

En caso de accidente, avisa inmediatamente al profesor.

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LAB. DE SENSORES Y ACONDICIONAMIENTO DE SEÑALES EXP. 4Elaborado por Hernan Galvez Mendoza. Tecn. Lab. Control Turno Diurno.

EXPERIMENTO 7

CONVERSOR DAC

INTRODUCCIÓNLa conversión D/A es el proceso de tomar un valor representado digitalmente y convertirlo en un nivel de voltaje o corriente proporcional a dicho valor digital. Existen varios métodos y circuitos para la producir la conversión D/A, uno de uso muy común es la red en escalera R/2R, en el cual sólo se requieren resistencias de dos valores a diferencia de otros métodos.

OBJETIVOS· Conocer la teoría de operación y las limitaciones de un convertidor D/A. · Comprender las diversas especificaciones de los DACs.

MARCO TEÓRICO

Características de funcionamiento de los convertidores analógico - digital.

· Resolución. Se define como el menor cambio que puede obtenerse en la

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LAB. DE SENSORES Y ACONDICIONAMIENTO DE SEÑALES EXP. 4salida como resultado de un cambio en la entrada digital. La resolución es el recíproco del número de escalones discretos en la salida, el cual depende del número de bits de entrada. El número total de escalones discretos es igual a 2n - 1, donde n es el número de bits de entrada. Para nuestro ejemplo de 4 bits, el convertidor tiene una resolución de 1 entre 24-1 (1 / 15). La resolución también puede expresarse como el número de bits que se convierten.

· Exactitud (Accuracy). La exactitud es una comparación entre la salida real de un DAC y la salida esperada, por lo general expresada como un porcentaje de la tensión de salida a fondo de escala o máxima (% F.S.) Error a plena escala: Es la desviación máxima de la salida del DAC de su valor esperado.

Error de linealidad: Es la desviación máxima en el tamaño del escalón respecto al tamaño del escalón ideal.

Error de Offset: Es la tensión de salida cuando los bits de entrada son todos ceros.

· Monotonicidad. Un DAC es monotónico si no produce escalones invertidos cuando se le aplica secuencialmente su rango completo de bits de entrada.

· Tiempo de establecimiento. Se define como el tiempo que tarda un DAC en quedar dentro de ±1/2 LSB del valor final luego de producirse un cambio en el código de entrada.

Figura 1. Convertidor D/A escalera de 4 bits. Figura 2. DAC0808.

El DAC0808 es un ejemplo de un DAC en escalera R/2R de 8 bits, el cual puede conectarse directamente a dispositivos TTL o CMOS.

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LAB. DE SENSORES Y ACONDICIONAMIENTO DE SEÑALES EXP. 4EQUIPO A EMPLEAR· Fuente de alimentación dual, multímetro digital · Convertidor DAC 0808, amplificador operacional LM 741, DIP SWITCH,

resistencias de 5kΩ

PROCEDIMIENTO

1. Investigar las hojas de datos de los circuitos LM741 y DAC0808.

LM741

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DAC 0808

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2. Demostrar analíticamente la expresión para el voltaje de salida del convertidor R/2R de 4 bits de la figura 1. Hallar una ecuación en forma de sumatoria en términos de VREF y K i .

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o= vref∗2rr

∗(D 08 + D 14

+ D 22

+ D 31 )

3. Realizar el montaje del circuito mostrado en la figura 3.

4. Verificar el correcto funcionamiento del circuito.

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Figura 3. El DAC0808 en una configuración típica de convertidor DAC.

Vcc = 10 , Vee = -10 , Vref+ = 2, revisar hojas técnicas.

5. Realizar la toma y el análisis de datos indicados en el transcurso de la práctica.

BITS Voltaje de Salida [V]00000000 0.00200000001 0.0200000 0010 0.0400000 0100 0.0790000 1000 0.1600001 0000 0.3150010 0000 0.6400100 0000 1.2731000 0000 2.5461111 1111 4.980

6. ¿Qué características presenta la señal de salida de los DAC? ¿Esto podría generar inconvenientes en un sistema real? Justifique.

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Todos estos valores influyen en el valor de la salida, en valores reales los resultados son aproximadamente iguales a los calculados, esto es debido también a que los valores de las resistencias no son exactas.

7. Mencione ejemplos de aplicaciones donde sea necesario el empleo de convertidores digital - analógico. Explique.

Control : La salida digital de una computadora puede convertirse en una señal de control analógica para ajustar la velocidad de un motor, la temperatura de un horno o bien para controlar casi cualquier variable física.Pruebas automáticas : Las computadoras pueden ser programadas para generar las señales analógicas(a través de un DAC) que se necesitan para probar circuitos analógicos.

La respuesta de la salida analógica del circuito de prueba normalmente se convertirá en un valor digital por un ADC y se alimentará a la computadora para ser almacenada, exhibida y algunas veces analizada.

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LAB. DE SENSORES Y ACONDICIONAMIENTO DE SEÑALES EXP. 4Reconstrucción de la señal : En muchas aplicaciones se digitaliza una señal analógica, lo cual significa que varios puntos sucesivos de ésta se convierten en su equivalente digital y se guardan en la memoria. Esta conversión se lleva a cabo con un convertidor analógico-digital (ADC).

El DAC puede entonces utilizarse para convertir los datos digitales en memoria de regreso, un punto a la ves, a una señal analógica, reconstruyendo de esta manera la señal original.

Esta combinación de digitalización y reconstrucción se emplea en los osciloscopios de almacenamiento digital, los sistemas de audio de disco compacto, y la grabación digital de cintas para audio.

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