Exercícios DAC/ADC e Trabalhos

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1 Exercícios DAC/ADC e Trabalhos Aula 02 - DAC / ADC Heitor Medeiros Florencio 1 heitorm@dca.ufrn.br 1 Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Tecnologia Departamento de Engenharia de Computação e Automação Natal-RN Disciplina: Sistemas de Transmissão de Dados,

2 Sumário 1 Introdução O que foi visto? 2 Exercícios de Fixação 3 Simulação - ADC Flash 4 1 a Aula Prática - ADC Flash 5 Discussões sobre os Trabalhos Finais 6 Referências

3 O que foi visto? O que foi visto? Conceito: n o de bits, resolução e tempo de conversão. Tipos de DAC Resistências Ponderadas R-2R Tipos de ADC: ADC de Rampa ADC de Aproximações Sucessivas ADC Flash

4 Exercício 01: DAC Um conversor D/A de seis bits gera Vout = 0,3 V para uma entrada digital Determine o valor de Vout para uma entrada de

5 Solução Lembre-se que nos conversores D/A cada entrada digital tem sua contribuição de acordo com sua posição no número binário. Pelo dado da questão pode-se afirmar que 0,3 V é o peso LSB. Assim, os pesos dos outros bits têm de ser 0,6 V, 1,2 V, 2,4 V, 4,8 V e 9,6 V, respectivamente. Para uma entrada digital de , o valor de Vout será: 9,6 + 4,8 + 2,4 + 1,2 + 0,6 + 0,3 = 18,9 V.

6 Exercício 02: DAC Considere a figura do conversor abaixo e responda: (a) Determine o peso de cada bit de entrada do circuito da figura. (b) Mude Rf para 250 ohm e determine a saída de fundo de escala.

7 Solução Lembre-se que o conversor dado é o DAC de resistências ponderadas. (a) O MSB passa com ganho = 1, pois V out = ( R f R i ) V in (1), portanto seu peso na saída é de 5V. Assim, MSB: 5 V Segundo MSB: 2,5 V Terceiro MSB: 1,25 V Quarto MSB = LSB: 0,625 V (b) Se Rf for reduzido em fator de 4, para 250 ohm comparando com 1k ohm, o peso de cada entrada será quatro vezes menor que os valores apresentados. Assim, a saída de fundo de escala será reduzida para -9,375/4 = -2,344 V.

8 Exercício 03: ADC de Rampa Supondo os valores para o ADC mostrada na figura abaixo: frequência de clock = 1 MHz; saída de fundo de escala do DAC = 10,23 V e entrada de 10 bits. Determine os valores a seguir. (a) O equivalente digital para Va = 3,728 V. (b) O tempo de conversão.

9 Solução (a) O DCA tem entrada de 10 bits e saída de fundo de escala de 10,23 V. Assim, o número total de degraus possíveis é (2 1 0) 1 = 1023 (2). Portanto, o tamanho do degrau é: 10, 23V = 10mV (3) 1023 Isso significa que Vax aumenta em degraus de 10 mv à medida que o contador funciona em ordem crescente. Visto que Va = 3,728 V, temos que: 3, 728 = 372, 8 = 373degraus. (4) 10mV No final da conversão, o contador manterá o equivalente binário de 373, que é

10 Solução (b) 373 degraus foram necessários para completar a conversão. Assim, 373 pulsos de clock ocorreram em uma taxa de um por microssegundo, T = 1/f = 1/1M = 1 micro. Isso dá um tempo total de conversão de 373 microssegundos.

11 Exercício 04: ADC de Aproximações Sucessivas Um conversor de aproximações sucessivas de 8 bits tem resolução de 20 mv. Qual será a saída digital para uma entrada analógica de 2,17 V?

12 Solução 2, 17V = 108, 5 (5) 20mV de modo que o degrau 108 produziria Vax = 2,16 V e o degrau 109, 2,18V. Esse conversor produz um Vax final que está no degrau abaixo de Va. Portanto, para o caso de Va = 2,17 V, o resultado digital seria = (6)

13 Simulação - ADC Flash

14 ISIS Proteus!!!

15 1 a Aula Prática - ADC Flash

16 1 a Aula Prática - ADC Flash Grupo em 3 pessoas (o mesmo do trabalho final de preferência). Montagem do conversor Flash em laboratório e avaliação da montagem e funcionamento. Necessário relatório a ser entregue ao estagiário docente com detalhes da montagem, fotos e dados obtidos.

17 Circuito

18 Trabalho Final da Disciplina

19 Trabalho Final da Disciplina Neste trabalho final o aluno deverá usar algum tema discutidos na disciplina e construir uma aplicação. Vários temas serão abordados na disciplina, como: Modulações Técnicas de Diversidades Comunicações Sem Fio Comunicações Móveis Comunicações Ópticas Pense em uma aplicação... Depois você vai ver que o mundo das transmissões de dados estar presente em todo e qualquer projeto.

20 Trabalho Final da Disciplina - REGRAS Grupo em 3 pessoas. Necessário Apresentação de tudo que foi feito de forma resumida (ideia do projeto, conceitos utilizados, diagrama de circuitos, imagens, etc.). Necessário relatório a ser entregue ao professor com detalhamento do projeto (detalhamento de tudo que foi explicado resumidamente na apresentação). Apresentação do projeto em funcionamento (se não for possível, vídeo do seu funcionamento).

21 Alguns Exemplos Controle de Carro de brinquedo por reconhecimento de voz - Comandos de andar, parar, direita, esquerda capturados por microfone. Utilização de filtragem de voz e reconhecimento de padrões de voz. Sistema de detecção de intruso - Sensores de som e abertura de porta transmitindo sinal de alarme via FM. Controle de helicóptero de brinquedo via PC - Transmissor ASK enviando protocolo específico podendo mover o helicóptero em diversas direções e acender leds presentes em sua estrutura. Controle remoto sem fio para Computador - Utilizando transmissor ASK e microcontrolador, controlar diversas funcionalidades do computador a distância através de protocolo próprio.

22 Alguns Exemplos Controle de carro de brinquedo com bluetooth - Utilizando protocolo próprio encapsulado sob o protocolo bluetooth controlar os movimentos de um carro de brinquedo. Sistema de monitoramento e automatização de transporte publico - Utilizando transmissores sem fio de baixo alcance, monitorar a posição dos onibus na malha rodoviária e determinar a sua parada nos pontos corretos. Pedaleira artesanal para guitarra - Utilizando o principio de modulação de sinal. Transmissor de dados utilizando IR - Transmitir informação analógica através de IR. Sistema automatizado de Irrigação - Utilizando transmissor sem fio e um computador central para controlar diversas bombas em ambientes separados, programando a hora da irrigação e duração.

23 Alguns Exemplos Sistema de monitoramento de nível de garrafão de água - Utilizando sensores monitorar o nível de um garrafão de água mineral e disponibilizar a informação através de um app para android via web. Sistema de detecção de intruso e botão de pânico - utilizando microcontrolador e sensores de presença de abertura, detectar a intrusão de um ambiente e na presença de um usuário, acionar o sistema através de botão de pânico.

24 Alguns Exemplos Mini guindaste magnético controlado por PC - utilizando transmissor sem fio, protocolo próprio e um pc, controlar a corda do guidaste, o magneto e os movimentos do veículo. Sistema automático de carga e descarga portuária - Detecção de veículo carregado através de câmeras e reconhecimento de imagens e controle do guindaste utilizando transmissor sem fio, microcontrolador e um protocolo próprio.

25 Referências TOCCI, Ronald J. Sistemas Digitais: princípios e aplicações. Ronald J. Tocci, Neal S. Widmer, Gregory L. Moss; revisão técnica Renato Giacomini; tradução Jorge Ritter. 11 ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, Relatórios de projetos desenvolvidos na disciplina nos semestres anteriores.

26 Dúvidas?