$ \alpha $ is alpha
Trabajo Práctico Nro.4 Adaptación de señales y cálculo de ADC
Ejercicio 1
Se desea leer con un ADC una señal que varía entre -2 y 2 V, el ADC posee una entrada de 0 a 5 V, realizar el circuito de adaptación de señal.
Solución
La entrada del amplificador, varia entre -2 y 2 V esto da un rango de 4V a la entrada, por otro lado, la salida está dada por los 5V de amplitud máxima del ADC.
$ y^2 \over 2 $
$G = \frac{\Delta Vout}{\Delta Vin} = \frac{5}{4} = 1,25$
ΔVout 5 G =-------- = --- = 1,25 ΔVin 4
Planteamos un circuito amplificador sumador no inversor, a la señal le sumamos 2 V, necesarios para que la señal luego de amplificarla, varíe entre 0 y 5 V evitando así entrada negativa al ADC
Ecuaciones del amplificador, el cálculo de las resistencia se realiza suponiendo que el paralelo entre R1 y R2 es el mismo que R3 y R4.
En el caso de la máxima entrada por Vin tendremos:
estamos considerando ambas ramas con la misma amplificación, por lo tanto podemos igualar las resistencias R4 = R3
Buscamos una relación de resistencias de 5/4.
Se puede elegir entonces
Ejercicio 2
Se desea medir una señal que varíe entre 0 y 2 V, con una resolución de 0,5 mV, Calcular ADC y amplificador.
Solución
En primer lugar determinamos el ADC a usar, sabemos que la señal varía entre 0 y 2 V, o sea, su rango es de 2 V, teniendo en cuenta el paso de 0,5mV, el ADC a usar deberá tener:
2 cuentas =------------ = 4000 0,5x10^-3
Cálculo del ADC e
2^n = 4000 n log(2) = log(4000) log(4000) n = ------------ = 11,965784285 log(2)
el valor entero mas cercano es 12 bits o 4096 cuentas.
Teniendo este valor de cuentas, deberemos calcular la ganancia para que en el momento del máximo valor (2V) la salida del ADC sea 4000.
Suponemos una V de referencia para el ADC de 5 V
Tenemos entonces que la resolución en tensión del ADC es de
5 Vlsb = ----- = 1,220703 mV 4096 Vlsb 1,220703 x 10^-3 G = ------ = ------------------ = 2,441406 Vs 0,5 x 10^-3
Tomando el paso que posee nuestro sensor de 0,5mV, la ganancia será:
Práctico a Desarrollar
Pagina con las soluciones (SOLUCIONES)
Ejercicio 1
Se desea medir una señal que varíe entre 0 y 3 V, con una resolución de 0,5 mV, Calcular ADC y amplificador
Ejercicio 2
Se desea medir una señal que varíe entre -1 y 1 V, con una resolución de 0,1 mV, Calcular ADC y amplificador
Ejercicio 3
Una balanza de rango 0 a 5Kg, es medida con un ADC de 12 bis de resolución, calcule el menor paso posibles en números enteros de gramos.
Ejercicio 4
En el Ejercicio 1, determinar los errores máximos admisibles en la tensión de referencia y la ganancia del amplificador.
Ejercicio 5
Del Ejercicio 2, determinar los errores máximos admisibles en la tensión de referencia y la ganancia del amplificador.
Ejercicio 8
Se dispone de una señal a medir cuya componente armónica mas elevada es de 1KHz, determinar tiempo máximo de conversión y tiempo máximo de muestreo