666 ◆ C IRCUITOS BÁSICOS CON AMPLIFIC ADORES OPERACIONALESProblema relacionado Determine los puntos de disparo alto y bajo para la figura 13-13 con R1 150 kÆ, R2 68 kÆ y los diodos zener son dispositivos de 3.3 V. Abra el archivo Multisim E13-03 de la carpeta “Examples” del CD-ROM. Compare la forma de onda de salida con la entrada especificada a cualquier frecuencia arbitraria y vea si los puntos de disparo alto y bajo concuerdan con los valores calculados. Aplicaciones del comparador Circuito detector de sobre-temperatura La figura 13-15 muestra un comparador de ampli- ficador operacional utilizado en un circuito detector de sobre-temperatura de precisión para de- terminar cuando la temperatura alcanza cierto valor crítico. El circuito se compone de un puente de Wheatstone con el amplificador operacional utilizado para detectar cuando el puente está ba- lanceado. Un rama del puente contiene un termistor (R1), el cual es un resistor detector de tem- peratura con un coeficiente de temperatura negativo (su resistencia se reduce cuando se incrementa la temperatura). El potenciómetro (R2) se ajusta a un valor igual a la resistencia del termistor a la temperatura crítica. A temperaturas normales (por debajo de la crítica), R1 es más grande que R2, por lo que se crea una condición de desbalanceo que lleva al amplificador opera- cional a su nivel de salida de saturación y mantiene el transistor Q1 apagado. F IGUR A 13 – 1 5 +V Circuito detector de sobre Puente de Wheatstone temperatura. R1 T R3 Relevador Termistor R5 – Q1 + R2 R4 A medida que se incrementa la temperatura, la resistencia del termistor se reduce. Cuando la temperatura alcanza el valor crítico, R1 llega a ser igual a R2 y el puente se desbalancea (puesto que R3 R4). En este momento el amplificador operacional cambia a su nivel alto de salida de saturación y Q2 se enciende. Esto energiza el relevador, el cual puede ser utilizado para activar una alarma o iniciar un respuesta apropiada a la condición de sobre temperatura. Conversión analógica a digital (A/D) La conversión A/D es un proceso de enlace utilizado a menudo cuando un sistema analógico lineal debe proporcionar entradas a un sistema digital. Es- tán disponibles muchos métodos de conversión A/D. No obstante, en esta discusión se utiliza só- lo un tipo para demostrar el concepto. El método simultáneo o flash de conversión A/D utiliza comparadores en paralelo para com- parar la señal de entrada lineal con varios voltajes de referencia desarrollados por un divisor de voltaje. Cuando el voltaje de entrada excede el voltaje de referencia para un comparador dado, se produce un nivel alto en la salida de dicho comparador. La figura 13-16 muestra un convertidor analógico a digital (ADC) que produce tres números binarios de tres dígitos en su salida, los cuales representan los valores del voltaje de entrada analógico a medida que cambia. Este convertidor requiere siete comparadores. En general, se requieren 2n – 1 comparadores para la conversión a www.elsolucionario.net net . pero la tec- www.elsolucionario.un número binario de n dígitos. El gran número de comparadores necesarios para obtener un nú- mero binario de tamaño razonable es una de las desventajas de los ADC simultáneos. + – Codificador de prioridad + (7) – (6) (5) D2 + D1 Salida (4) D0 binaria – (3) (2) + (1) (0) – . VREF F IG UR A 1 3 – 1 6 omparador basado en un mplificador operacional Convertidor analógico a digital + (ADC) simultáneo (flash) Vent simplificado que utiliza (analógico) – amplificadores operacionales como comparadores.miento de video. están disponibles convertidores instantáneos de 6 u 8 bits.caciones que requieren los tiempos de conversión más rápidos posibles. Estos ADC son útiles en apli. tales como el procesa. Por ejemplo. C OMPA RA D O R E S ◆ 667 nología de los circuitos integrados más reciente ha reducido el problema en cierto grado al com- binar varios comparadores y sus circuitos asociados en un solo chip en un circuito integrado. La razón o tasa de muestreo determina la precisión con la que la secuencia de números bina- rios representa la señal de entrada cambiante. El codificador de prioridad es un dispositivo digital que produce un número binario en su salida que representa el valor de entrada más alto. EJEMPL O 13–4 Determine la secuencia de números binarios del ADC simultáneo de tres dígit . + Habilitación – de entrada + – R En la figura 13-16.ficador de prioridad. El codificador muestrea su salida cuando ocurre un pulso en la línea de habilitación (pulso de muestreo) y aparece un número binario de tres dígitos proporcional al valor de la señal de entra- da analógica en las salidas del codificador. Mientras más muestras se tomen en una unidad de tiempo dada. con más precisión se representará la señal analógica en forma digital. el circuito divisor de voltaje resistivo y VREF establecen el voltaje de refe- rencia para cada comparador. El ejemplo siguiente ilustra la operación básica del ADC simultáneo en la figura 13-16. La salida de cada comparador se conecta a una entrada de un codi.