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desarrollo:hardware:interfaces_comunes:salida_analogica

Salida Analógica

Esquemático

Características

  • 1 Salida analógica configurable como Corriente/Tensión.
  • Salida de tensión 0-10V (extendido a 10,5V) con impedancia de carga mínima de 3KOhm.
  • Transmisor Activo para Lazo de corriente 4-20mA (con rango extendido 0-22mA), impedancia máx 1KOhm.
  • Protección contra cortocircuito para salida de tensión.
  • Protección por diodos de enclavamiento
  • Optimizado para aprovechar el rango del DAC (10 Bits, 400 kSamples/s)

Descripción

Debido a la necesidad de tener al menos una salida analógica paa ser utilizado en la industria y en aplicaciones de electrónica en general, la CIAA ha incorporado 1 salida analógicas configurable. Esta tiene la capacidad de poder funcionar como lazo de corriente activo (4-20mA, y provee alimentación) o en tensión (0-10V) mediante la selección por medio de un jumper. Esta versatilidad conviente a la salida analógica de la CIAA en uno de sus fuertes para los procesos de automatización. El circuito ha sido diseñado con una primer etapa no inversora con ganancia un poco mayor a 3, incorporando dentro del lazo de realimentación un transistor con hFE grande y una R107 = 2K2 para limitar la corriente de corto circuito en modo tensión. De esta manera, en modo tensión la salida limita su corriente de corto circuito a unos 10mA, y puede estar cargado con una R tan baja como 3Kohm (incluso un poco menor). En el modo de lazo de corriente, es necesario el transistor con hFE grande para minimizar la diferencia entre Ic e Ie, de manera tal que la corriente por R82 sea prácticamente igual a R105, actuando de esta manera como un amplificador de trasconductancia para la tensión proveniente del DAC. Por último, esta corriente sobre R105 provoca una caida de tension que excita una nueva fuente de trasconductancia en el rail superior, permitiendo trabajar como transmisor activo de lazo de corriente (no necesita fuente externa). En este caso se utiliza un transistor con una capacidad de disipar potencia mayor, dado que ante una RL pequeña deberá disipar cerca de 0,5W. Como un detalle, se han polarizado 2 diodos en serie para generar un offset del rail superior, de manera tal que el último amplficador operacional tenga siempre sus entradas lejos del limite dado por la tensión de alimentación. Se han utilizado resistencias con muy baja tolerancia (0.1%) y poca variación con la temperatura (25ppm) en aquellas que determinan las ganancias de tensión o de transconductancia, logrando obtener una incertidumbre pequeña en las respectivas salidas. En la salida se han colocado diodos de enclavamiento BAV199 que poseen muy baja corriente inversa para no alterar la salida del amplificador operacional. Respecto a este último, dada la baja ganancia que poseen las configuraciones y que no tienen necesidad de trabajar en el extremo de tensión superior por lo ya mencionado, la elección amplificador operacional no es crítico en este circuito.

Simulación

Se ha utilizado el LTspice, que es un simulador de la empresa Linear Technology de distribución libre Ver simulación para tensión.
Ver simulación para corriente.
Descargar proyecto para LTSpice.

Bibliografía

Especificación de los componentes

desarrollo/hardware/interfaces_comunes/salida_analogica.txt · Última modificación: 2014/09/23 11:23 por 200.80.60.162