Conversor D/A (ART328)

Um tipo de interface de grande utilidade é a que fornece tensões numa faixa contínua de saída a partir de níveis digitais ou valores digitais colocados na porta paralela. Trata-se basicamente de um conversor D/A ou digital para analógico o que descrevemos neste artigo e que pode ser usado no controle de diversos tipos de equipamentos eletrônicos.

 

Existem diversos tipos de conversores D/A na forma de circuitos integrados com excelente desempenho e entradas totalmente compatíveis com as portas dos PCs.

Um desses integrados é o MC1408 da Motorola que pode operar com as 8 saídas da porta paralela de qualquer PC e fornecer tensões de saída numa ampla faixa de valores ajustada externamente.

O que descrevemos neste artigo é uma aplicação deste circuito integrado que fornece tensões de saída de -10 à +10V quando os níveis lógicos da porta paralela vão de 0000 0000 a 1111 1111.

Com qualquer programa de controle é possível colocar 256 tensões diferentes no intervalo indicado e com isso se obter um controle de muitos tipos de circuitos externos.

O circuito funciona com tensão de 5V simples e simétrica de 10V e o uso de um amplificador operacional como buffer permite um bom isolamento do PC em relação ao circuito controlado.

 

COMO FUNCIONA

A base deste projeto é o circuito integrado MC1408 que consiste num conversor digital para analógico (D/A) de 8 bits que fornece uma corrente de saída que é o produto linear de uma palabra digital de 8 bits por uma tensão analógica de entrada.

A precisão deste circuito é grande com um erro máximo de 0,19% em toda a faixa de temperaturas de operação.

O tempo de fixação é de 300 ns e as entradas são compatíveis com lógica MTTL e CMOS. A faixa de tensões de alimentação está entre 5 e 15 volts.

Na figura 1 temos o diagrama de blocos deste circuito integrado.

 

Diagrama de blocos do MC1408
Diagrama de blocos do MC1408

 

 

No nosso projeto as entradas digitais são ligadas diretamente na porta serial de um PC. O sinal de referência é fornecido pelo trimpot P1 e um amplificador operacional atua como buffer de modo a determinar a variação das tensões de saída usando fonte simétrica.

O ganho deste amplificador é determinado basicamente pelo resistor de 10 k entre a entrada inversora e a saída.

Os valores dos componentes usados nesta aplicação são típicos mas podem ser feitas alterações em função das aplicações. Uma fonte simétrica externa de 10 V deve ser usada para o amplificador operacional e uma fonte de 5 V para o conversor.



MONTAGEM

Na figura 2 mostramos o diagrama completo do conversor D/A.

 

Diagrama completo do conversor D/A
Diagrama completo do conversor D/A

 

A disposição dos componentes numa placa de circuito impresso é mostrada na figura 3.

 

Placa de circuito impresso do conversor
Placa de circuito impresso do conversor

 

O circuito integrado MC1408 é fornecido em invólucro DIL de 16 pinos. Para maior segurança de montagem será interessante instalar este circuito integrado num soquete.

Os resistores são de 1/8W e o capacitor pode ser cerâmico.

Para conexão no PC pode ser usado um cabo de impressora comum que tenha retirado o conector do lado da impressora sendo feitas as ligações dos fios aos pontos correspondentes da placa de circuito impresso.

Para a saída podemos usar um cabo comum ou mesmo um par de bornes conforme o tipo de aplicação que se tenha em mente.

Uma fonte completa contendo saída de 5V positiva e 10-0-10V simétricos é mostrada na figura 4.

 

Fonte múltipla para o conversor D/A
Fonte múltipla para o conversor D/A

 

O circuito pode ser instalado numa pequena caixa plástica ou se for usado em demonstrações pode ser montado numa matriz de contacto.

 

 

AJUSTES E USO

O único ajuste a ser feito é o da tensão de referência que deve ficar em 2 V.

Uma vez feito o ajuste o leitor deve preparar um programa (na linguagem que julgar melhor) e que forneça nas saídas paralelas todos os valores possíveis de forma constante. Lembramos que estas são as linhas de dados da saída serial.

Feito o programa e ligado o dispositivo é só verificar se ele funciona com a conexão de um multímetro na saída do circuito.

Lembramos que a tensão de saída é medida em relação ao ponto de referência de 0V da fonte simétrica.

 


LISTA DE MATERIAL


Semicondutores:

CI-1 - MC1408 - Circuito integrado D/A - Motorola

CI-2 - 741 - circuito integrado - amplificador operacional


Resistores: (1/8W, 5%)

R1, R2 - 1 k ?
R3 - 2,2 k ?
R4 - 10 k ?
P1 - 10 k ? - trimpot

 

Capacitor:

C1 - 150 pF - cerâmico


Diversos:

Placa de circuito impresso, cabo de impressora, fonte de alimentação, fios, solda, etc.

 

 


 

CONVERSORES A/D e D/A COMUNS DE 8-bits

 

A/D

MC14433P - Resolução de 3 1/2 bits com tempo de conversão de 40 ms e tensões de alimentação de +5 e +8V.

MC14447P - Resolução de 8 bits com tempo de conversão de 300 ms e tensões de alimentação de -5 e +8V.

MC14559P - Resolução de 8 bits com alimentação simétrica de 3 a 18 V.

ADC0803 - Resolução de 8 bits com tempo de conversão de 100 us e alimentação de 5 V

ADC0808 - Resolução de 8 bits com tempo de conversão de 100 us e tensão de alimentação de 5 V.

ADC0809 - Resolução de 8 bits com tempo de conversão de 100 us e tensão de alimentação de 5 V.

ADC0817 - Resolução de 8 bits com 16 canais de multiplexação; tempo de conversão de 100 us e alimentação de 5 V.

ADC0820 - Tempo de conversão de 1,18 us e alimentação de 5 V.

 

D/A

MC1408P - resolução de 8 bits e tempo de fixação de 300 ns. Tensão de alimentação de +5 e -15 V.

DAC08 - Resolução de 8 bits com alta velocidade. Tempo de fixação de 150 ns e alimentação simétrica de 4,5 a 18 volts.

DAC0800 - Resolução de 8 bits com alta velocidade. Tempo de fixação de 100 ns e tensões de alimentação simétrica de 4,5 a 18 volts.

DAC0808 - Resolução de 8 bits e alta velocidade. Tempo de fixação de 150 ns e tensões de alimentação simétrica de 4,5 a 18 V.

DAC 0830 - Resolução de 8 bits e tempo de fixação de 1 us. Tensões de alimentação simétrica de 4,5 a 18 V.



Obs: Atualmente (2010 em diante) existem CIs de conversores muito mais rápidos e melhores do que os indicados. É só consultar fabricantes como a Texas Instruments, National Semiuconductoor e outros.

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