Lista de Exercícios - Feg

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UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA
Campus de Guaratinguetá
Colégio Técnico Industrial de Guaratinguetá “Professor Carlos Augusto Patrício Amorim”
LISTA DE EXERCÍCIOS: CONVERSORES D/A E A/D
Sistemas Digitais II – 3º bimestre de 2012
1) Desenhe o esquema de um conversor D/A com amplificador operacional com entrada
digital para 8 bits. Escreva a expressão geral da saída V S para esse circuito. Utilize o
sistema R, 2R, 4R, 8R, etc.
2) No circuito do exercício anterior, adotando R = 1 [kΩ], RO = 1,5 [kΩ], nível ‘1’ = 5 [V], nível
‘0’ = 0 [V] e Vcc = ± 15 [V], calcule a tensão de saída para as seguintes entradas digitais:
(a) 1F16
(b) 5616
(c) AB16
(d) FF16
(e) FC16
3) Um conversor D/A de cinco bits tem saída em corrente. Para uma entrada digital 10100 2,
uma corrente de 10 [mA] é produzida. Qual será a corrente produzida para uma entrada
digital de 111012?
4) Qual a maior saída de tensão de um conversor D/A de oito bits que produz 1,0 [V] para
uma entrada digital de 001100102?
5) Um conversor D/A de cinco bits produz VOUT = 0,2 [V] para uma entrada digital de
000012. Determine o valor de VOUT para uma entrada de 111112.
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6) Um conversor D/A de 10 bits tem um tamanho de degrau de 10 [mV]. Determine sua
tensão de saída de fundo de escala (tensão máxima de saída) e a resolução percentual –
(degrau / fundo de escala)*100%.
7) A figura abaixo mostra um computador controlando a velocidade de um motor. A
corrente analógica de 0 a 2 [mA] do conversor D/A é amplificada para produzir
velocidades no motor de 0 a 1000 [RPM].Quantos bits deveriam ser usados, no mínimo,
se o computador tivesse que ser capaz de produzir uma velocidade no motor com
variações máximas de 2 [RPM] por incremento de bit?
8) Para o circuito abaixo, calcular os valores de saída para os seguintes valores de entradas
digitais:
(a) 01102
(b) 10012
(c) 00112
(d) 01012
(e) 10112
9) Elabore um conversor D/A, utilizando AOP, com as seguintes características: Nível ‘1’ =
+5 [V], Nível ‘0’ = 0 [V], Alimentação de ± 20 [V] e RO = 2 [kΩ]. A saída deverá ser lida na
faixa de 0 até 20 [V], para entradas digitais de 0 até Fh.
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10) Dimensione um conversor D/A com amplificador operacional e rede R-2R para, a partir
da entrada binária no código BCD8421, fornecer à saída o nível analógico
correspondente. Adote como nível de entrada o valor de +5 [V] e que este conversor
deve reproduzir uma saída na faixa de 0 [V] a -9 [V].
Observando a representação do conversor A/D abaixo, responda as questões 11 até 14:
11) Explique a função do Conversor D/A dentro do conversor A/D.
12) Explique a função do Comparador.
13) Explique em que condições ocorre a transição da saída do comparador de 1 para 0.
14) Explique qual é o propósito dos registradores.
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15) Projete um contador síncrono, com reset automático, que respeite a seqüência abaixo
e insira esse sinal no conversor D/A abaixo. Calcule os valores de saída para cada sinal
digital gerado pelo contador:
16) Para o mesmo conversor D/A acima, projete um contador assíncrono up/down de 4 bits,
com uma variável X de controle. Implemente esse circuito conectando as saídas do
contador às entradas do conversor D/A.
17) Determine, a partir do circuito abaixo, o valor de saída do conversor para cada uma dos
códigos de entrada. Considere nível lógico ‘1’ como sendo ‘Vcc’.
(a) 8h.
(b) Ch.
(c) Fh.
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18) Dimensione um conversor D/A com amplificador operacional e rede R-2R para, a partir
da entrada binária no código BCD8421, fornecer à saída o nível analógico
correspondente. Adote como nível lógico alto de entrada o valor de +5 [V] e que este
conversor possui VFS = 12 [V]. Desenhe o circuito.
19) Projete um contador assíncrono de 4 bits que conte de 2 a 8, operando com uma
frequência de 1 [kHz]. A partir desse contador determine:
(a) O projeto (implementação) de um conversor D/A de 4 bits, rede R-2R e AOP, com
VFS = 15 [V] e R = 820 [Ω].
(b) A forma de onda real de saída desse conversor no plano cartesiano abaixo. Indique
as escalas utilizadas no gráfico.
20) Projete e implemente o circuito para gerar a forma de onda vista na figura a seguir, desde
o contador até o conversor D/A. Indique também a frequência de clock necessária para
gerar a forma de onda. Dados: Escala da forma de onda: 0,5 [V] / 0,8 [ms]; Vcc = 6 [V];
Utilizar conversor D/A R-2R com AOP e RO = 2,7 [kΩ].
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21) Considere a figura abaixo como sendo a pinagem de um conversor A/D fictício e, a
partir dela, responda:
(a) Qual a influência da entrada clock na conversão análoga-digital do CI?
(b) Sabendo que um aumento de 0,063 [V] na entrada produz um incremento no código
binário de saída desse conversor, determine a faixa total de variação analógica de
entrada que esse circuito integrado converte.
(c) Em determinado momento obteve-se o código 32h nas saídas digitais do conversor.
Determine o valor analógico correspondente de entrada.
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22) Esboce a forma de onda real na saída para o circuito abaixo, sendo o nível ‘1’ da saída
do contador igual à 5 [V] e a frequência de clock 200 [kHz].
23) Observando outra representação de um conversor A/D, responda:
(a) O que representa a saída EOC?
(b) O que representa a saída VAX?
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