Conversores
Los conversores de señal se utilizan para convertir una señal en otro tipo de señal más adecuada al proceso que se va a realizar en el elemento del circuito de control. Las conversiones más usuales en los procesos de control son:
CONVERSOR DE TENSIÓN A CORRIENTE
El conversor de tensión a corriente en los circuitos de control está muy extendido, por el uso de corrientes en el rango de 4 a 20 mA. Una característica precisa para dicho conversor es que tenga una función de transferencia que no depende del valor de la tensión ni tampoco del valor de carga en la salida.
CONVERSOR DE CORRIENTE A PRESIÓN
Los conversores de corriente a presión se emplean porque muchos elementos de control son neumáticos.
Un conversor de este tipo puede estar formado por el dispositivo aleta-tobera, donde la aleta tiene en un extremo unas bobinas acopladas a un imán. La corriente de entrada pasa a través de las bobinas que son atraídas hacia el imán, dependiendo esta atracción del valor de la corriente. Este movimiento de las bobinas causa la deflexión de una palanca. El extremo opuesto de la palanca es una lengüeta obturadora. La posición de la lengüeta con la boquilla determina el tamaño de la señal de presión.
CONVERSOR ANALÓGICO DIGITAL
En la naturaleza, muchas cantidades son analógicas, es decir, son cantidades continuas. Las cantidades físicas tales como temperatura, presión, tiempo y velocidad son ejemplos de cantidades analógicas. Es por esto que para llevar a acabo la interfaz entre los mundos analógicos y digital se requieren dos procesos básicos que son: la conversión analógiea-digital (A/D) y la conversión digital-analógica (D/A).
El conversor analógico digital convierte las señales analógicas en digitales. Se utiliza para aceptar una muestra analógica (señal de salida de los transductores) y producir una palabra digital de N bits. Un conversor A/D toma un voltaje de entrada analógico y después de cierto tiempo produce un código de salida digital que representa la entrada analógica. El proceso de conversión A/D es generalmente más completo y largo que el proceso D/A existiendo varias formas o métodos de llevarlo a cabo.
Consideremos una señal analógica cuyos valores van de 0 a +10 V. Supongamos que se desea convertir esta señal a forma digital y que la salida requerida es una señal de 4 bits. Sabemos que un numero binario de 4 bits puede representar 16 valores diferentes, 0 a 15; se deduce que la resolución de nuestra conversión será 10V/15=2/3 V. Por lo tanto, una señal analógica de OV estará representada por 0000, 2/3 V por 0001, 6 V por 1001 y 10 V por llll.Todos los números de muestra anteriores fueron múltiplos del incremento básico (2/3 V). Surge ahora una pregunta con respecto a la conversión de números que están entre estos niveles increméntales sucesivos. Por ejemplo, considere el caso de un nivel analógico de 6.2 V, esta entre 18/3 y 20/3, pero como esta más cercano a 18/3 lo tratamos como si fuera 6 V y lo codificamos como 1001. Este proceso se denomina cuantificación. Obviamente, hay errores que reciben el nombre de errores de cuantificación. Si se usan mas bits para representar (o simplemente codificar) una señal analógica se reducen los errores de cuantificación pero se requieren circuitos más complejos.
Los conversores analógicos digitales más utilizados tienen unas longitudes de palabra de 8, 10, 12, 14 y 16 bits, ya que tienen una resolución aceptable para las aplicaciones en los circuitos de control. El tiempo de conversión de un conversor es el tiempo requerido para generar una palabra digital completa cuando es suministrada con la entrada analógica. Los tiempos típicos de conversión son del orden de micro segundos.
CONVERSOR DE DIGITAL A ANALÓGICA
Los convertidores D/A tienen como misión transformar expresiones o informaciones codificadas en binario a valores de tipo analógicos equivalentes, en forma de tensión o de corriente. La transformación se realiza, haciendo corresponder a cada una de las 2n posibles palabras de entrada (número de combinaciones con n bits), una señal única (tensión o comente) mediante la actuación de una señal de referencia, que generalmente suele consistir en una tensión Vref. De esta forma a la salida del convertidor se obtiene una señal de valores discretos y no una señal de variación continua (ver figura). Esta forma de escalera de la señal se puede alisar por medio de un filtro pasobajo y resulta una curva lisa que aparece en la misma figura. De esta forma se reconstruye una señal analógica de salida.
