Lista de Ejercicios

UNIDAD I: DIGITALIZACION Y RECUANTIZACIÓN DE SEÑALES

PROBLEMA 1Diseñar el diagrama circuital de un convertidor FLASH de 2 bits en el rango [0v, 4v]. Para este caso deberá también diseñar la lógica binaria de conversión de la salida de los comparadores a los bits de salida del convertidor (la salida deberá estar en codificación off-set).

PROBLEMA 2¿Por qué los convertidores D/A R-2R presentan un tiempo de asentamiento?, ¿A qué se debe principalmente este retardo?, Justifique.

PROBLEMA 3Un conversor A/D uniforme mid-rise de 10 bits de precisión introduce ruido de cuantización con potencia de 0.1 mvatios. De acuerdo a ello, se pide determinar el rango de cuantización del A/D (en voltios).

PROBLEMA 4Una señal de voz es capturada con un A/D de 16 bits y rango [-2v, 2v]. En el formato digital la señal es recuantizada a 4 bits por muestra utilizando la técnica del factor de escala fijo. De acuerdo a ello, se pide:

a.- Determinar la pérdida de SNR en dBs causada por el proceso de recuantización.b.- Sabiendo que la señal es Gausiana y ocupa todo el rango del cuantizador sin

saturarlo, determine usted la potencia de la señal analógica.

PROBLEMA 5Una señal digital de 8 bits por muestra almacenada en un microcontrolador necesita ser convertida a analógica utilizando un D/A R-2R (conectado a uno de los puertos del microcontrolador). A la salida pulsante del D/A se tiene el filtro de reconstrucción pasa-bajas perfectamente diseñado para el objetivo trazado. Sin embargo no se cuenta con el filtro de énfasis en las altas frecuencias. Tanto el D/A como el filtro de reconstrucción no se pueden manipular ni cambiar. Tampoco se pude cambiar de microcontrolador (pero si programarlo). De acuerdo a ello, se pide indicar justificadamente que recomendaría usted hacer para que el uso del filtro de énfasis en las altas frecuencia sea poco relevante (5p).

PROBLEMA 6Una señal senoidal analógica de 50 vatios de potencia va ser digitalizada con un A/D de aproximaciones sucesivas. La SNR mínima que se requiere para este proceso es de 49.76 dBs. De acuerdo a ello, se pide:

a.- Determinar el rango de cuantización más apropiado que se requiere para este proceso.

b.- Determinar el “r” mínimo de la A/D para cumplir con las condiciones de SNR planteadas.

c.- A partir del valor de “r” obtenido en “b”, determine usted la frecuencia de la senoidal de entrada al A/D, sabiendo que se toman 6 muestras por periodo y que el reloj interno del A/D es de 162KHz. (Obs.: La frecuencia de muestreo del A/D es la máxima permitida).

PROBLEMA 7Una señal senoidal continua de amplitud 3 voltios es digitalizada con un A/D uniforme de 4 bits con rango de cuantización [ -5v , 5v ]. De acuerdo a ello se pide:

a. Determinar el factor de carga de la señal al momento de la digitalización.b. ¿Con cuántos niveles de cuantización es exactamente digitalizada la señal?

RPOBLEMA 8Una señal cosenoidal con amplitud de 10 voltios y de 2MHz de frecuencia fue discretizada con una frecuencia de muestreo de fS=10MHz. Para la conversión fue usado un A/D tipo flash cuyas fuentes de polarización fueron Va=10v y Vb=-10v. La resolución del A/D fue 4 bits por muestra. De acuerdo a ello, se pide:

a.- Determinar la SNR de la digitalización.b.- Sabiendo que el A/D es mid-rise y codifica en complemento a 2, se pide determinar

los códigos binarios de salida para un periodo de señal de entrada.

PROBLEMA 9Una señal es digitalizada durante 10 segundos utilizando una frecuencia de muestreo de 8KHz y una resolución r=10 bits por muestra. La señal discreta es luego recuantizada por la técnica del factor de escala fijo y transmitida por una canal digital. La tasa de transmisión es de 40Kbit/seg. El factor de escala fue codificado en la trama con 10 bits.De acuerdo a ello, se pide determinar el número de bits por muestra al que fue digitalizada la señal (en caso se obtenga un valor con decimales debe aproximarlo al entero más cercano).

PROBLEMA 10En una aplicación se necesita transmitir un tono senoidal de 800Hz de frecuencia en formato digital. Para la digitalización del tono se utilizará un A/D de 4 bits con rango de [-5v,5v]. La frecuencia de muestreo del conversor es de 8000Hz. Para la aplicación se requiere que la señal reconstruida presente una SNR mínima de 24dB. De acuerdo a ello, se pide determinar la mínima amplitud que debe tener el tono senoidal que va ser digitalizado (es decir a la entrada del A/D) a fin de cumplir con el requerimiento establecido.

Prof. Dr. Guillermo Kemper Vásquez