Post on 09-Aug-2015
ACONDICIONAMIENTO DE SEÑALESACONDICIONAMIENTO DE SEÑALES
Los sistemas mecatrónicos para su control ypresentación de resultados requieren de sensores quepermitan adquirir sus señales físicas.
Acondicionamiento de Señales
Mecatrónica Ing. Felipe Peña R. CTS
Sistema mecánico
Señales Fisicas(Sensores)
ActuadoresCircuitos de
mando/controlPotencia
Presentación de datos
Acondicionamiento de Señales
LEDDisplays
LCDPc
Referencia
Señales Físicas(Sensores)
Acondicionamiento de Señales
La señales entregadas por los sensores deben ser adecuadaspara el respectivo procesamiento. Dichas señales son débiles,ruidosas, no lineales, son analógicas y se desea digitalizarlas oviceversa y/o recurrir cambio de variable (Resistencia a voltaje,corriente a voltaje, etc.)
Proceso de Acondicionamiento de Señales
ACONDICIONAMIENTO DE SEÑALESACONDICIONAMIENTO DE SEÑALES
Mecatrónica Ing. Felipe Peña R. CTS
Proceso de Acondicionamiento de Señales
1.- Protección para evitar daño al siguiente elemento2.- Convertir señales de un tipo a una adecuada 3.- Obtención del nivel adecuado de la señal (Amplificar la señal)4.- Eliminar y reducir el ruido (Filtros)5.- Manipulación de la Señal (Convertir una señal a otro Digitalización)
Es un circuito integrado versátil de bajo costo queconsiste en una configuración de transistores,resistencias y capacitores internos.
La configuración externa permite crear una ampliavariedad de circuitos:
Amplificadores
EL AMPLIFICADOR OPERACIONALEL AMPLIFICADOR OPERACIONAL
Amplificadores
Integradores
Sumadores
Diferenciales
Comparadores
Convertidores A/D y D/A
Filtros Activos
Amplificadores de muestreo y retenciónMecatrónica Ing. Felipe Peña R. CTS
Es un Amplificador con entrada diferencial y salida única que contieneuna ganancia alta en CD en general de 100000 veces o mas y unaimpedancia alta.
Tiene una entrada inversora (-) y no inversora (+)
Se alimenta entre tensión + o – y gnd se refieren todos a tierra
EL AMPLIFICADOR OPERACIONALEL AMPLIFICADOR OPERACIONAL
Mecatrónica Ing. Felipe Peña R. CTS
EL AMPLIFICADOR OPERACIONALEL AMPLIFICADOR OPERACIONAL
Mecatrónica Ing. Felipe Peña R. CTS
LM741LM324LM348TL084
El AO en ambas entradas tiene impedancia infinita por tanto no extraecorriente del circuito de ingreso 2MΩ
Tiene Ganancia infinita
Tiene impedancia de salida cero el voltaje no depende de la corrientede salida.
EL AMPLIFICADOR OPERACIONALEL AMPLIFICADOR OPERACIONAL
0== −+ II
−+ = VV
de salida.
Mecatrónica Ing. Felipe Peña R. CTS
Vi
VoG =
AMPLIFICADOR INVERSORAMPLIFICADOR INVERSOR
)()(
0)(
+=−=+
vv
v
1*1
2*2
IRVi
IRVo
==
Mecatrónica Ing. Felipe Peña R. CTS
1
2012
210
12
0
21
R
R
Vi
VR
Vi
R
VoR
Vo
R
Vi
IeIdespejando
I
III
−=
−=
+=
=+=
EL AMPLIFICADOR NO INVERSOREL AMPLIFICADOR NO INVERSOR
2
)()(
)(21
2)(
R
VV
ViVRR
RVoV
−=+=+
+=−
Mecatrónica Ing. Felipe Peña R. CTS
2
11
02
12012
2
R
R
Vi
VR
RR
Vi
V
ViRR
RVo
+=
+=
=+
PROBLEMASPROBLEMAS
Calcular la relación de amplificación de los siguientes circuitos:
SEGUIDOR DE VOLTAJE
Mecatrónica Ing. Felipe Peña R. CTS
Sumador Inversor
AMPLIFICADOR SUMADORAMPLIFICADOR SUMADOR
++−=
++−==+++
K
K
K
3
3
2
2
1
1
)321(
0321
R
V
R
V
R
V
Rf
Vo
iiiIf
iiiIf
Mecatrónica Ing. Felipe Peña R. CTS
++−=
++−=
K
K
33
22
11
3
3
2
2
1
1
321
R
RfV
R
RfV
R
RfV
Vo
R
V
R
V
R
VRfVo
RRRRf
∑=
−=n
i Ri
ViRfVo
1
Sumador No Inversor
AMPLIFICADOR SUMADORAMPLIFICADOR SUMADOR
=−
=+
++=+
++=+++=
5)(
4*4)(
3
3
2
2
1
1*4)(
)321(*4)(
3214
RVoV
IRV
R
V
R
V
R
VRV
IIIRV
IIII
K
K
K
Mecatrónica Ing. Felipe Peña R. CTS
+
++=
+=++
−=++
=−
5
65*
3
3
2
2
1
1*4
65
5)
3
3
2
2
1
1(*4
)()(65
5)(
R
RR
R
V
R
V
R
VRVo
RR
RVo
R
V
R
V
R
VR
VVRR
RVoV
K
K
AMPLIFICADOR DIFERENCIALAMPLIFICADOR DIFERENCIAL
22
)(
1
)(
1
22
)(
1
)(2
2
)12
2(1)(
R
Vs
R
V
R
V
R
VR
VsV
R
VV
IsIRR
RVV
−−=−−
−−=−−=
+=+
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)21(1
21
2*2)
1
21)(
12
2(1
1
2*2)
1
21)((
1
2)
2*1
21)((
2
1
2)
2
1
1
1)((
2
VVR
RVs
R
VR
R
RR
RR
RVVs
R
VR
R
RRVVs
R
V
RR
RRV
R
VsR
V
RRV
R
Vs
−=
−++
=
−+−=
−+−=
−+−=
Señales de IngresoSeñales de Ingreso
Vi
1V
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-1V
Vref
V2
-4,5V
-2V
Muestreo
Es el tiempo de adquisición de una muestra de una señal periódicamente
Cuantificaciónasignación de niveles de voltaje referido a un valor máximo en función del numero de combinaciones.
CONVERSIÓN DAC/ADCCONVERSIÓN DAC/ADC
función del numero de combinaciones.
Codificación
asignación de Código a cada uno de los niveles
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CONVERTIDOR DIGITAL ANALOGICO CONVERTIDOR DIGITAL ANALOGICO DACDAC
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CONVERTIDOR ANALOGICOCONVERTIDOR ANALOGICO--DIGITAL ADCDIGITAL ADC
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