ESCUELA :E>OL I T É C N I C A DE GENERADOR i Tesis prev;ia Electrónico la obtención UKT NACIONAL MODULO DE del especializacián t i t u l o de I n g e n i e r a electrónica y control -J FA3L.ACIOS JOSÉ GUILLERMO Certifico que sido el presente trabajo realizado en su totalidad por el señor Pineda Palacios José Guillermo. Marca Barragan" DIRECTOR DE TESIS ha AGRADECIMIENTO Al señor colaboración Ing. en Marco el Barragán desarrollo por cíe su este trabajo de igual manera a quienes de alguna manera tuvieron que ver con este. INTRODUCCIÓN Los métodos en de correlación han sido aplicados ampliamente ingeniería, en este trabajo se hace un estudio de una de estas aplicaciones en particular como es la determinación de la respuesta impulsiva de lo cual también binarias se hace uso semialeatorias características señales los sistemas de control de generadas, a (PRBS), similares prueba la a las tienen vez de las que la denominadas las del mismas secuencias' que ruido blanco, ventada cualquier linéales, para de ser poseen que como f acumen be experimento puede ser método, se realisa la permite generar las secuencias repetido. Para la implementación construcción de un binarias modulo que de este semialeatorias (PRBS), y a la vez también posee-los elementos adicionales necesarios para realizar la correlación. ÍNDICE Pag. : INTRODUCCIÓN . í 1 CAPITULO 1: SECUENCIAS BINARIAS SEMIALEATORIAS 1.1 Fundamentos teóricos ' 3 1.1.1 Introducción 3 1.1.2 Sistemas binarios y aritmética mod-2 8 1.1.3 Enfoque mediante la función de transferencia 16 1.2 Generación de secuencias binarias y versiones retardadas .19 1.2.1 Generación de códigos 19 1.2.2 Predicción de la longitud de códigos 22 CAPITULO 2: FUNDAMENTOS DE SISTEMAS ESTOCASTICOS 2,1 Funciones de correlación '33 2.1.1 Introducción 33 2.1.2 Procesos estocásticos 33 2 . 2 Calculo de algunas funciones de correlación 41 2.2.1 Señal binaria aleatoria a intervalos discretos 41 2.2.2 Señal binaria aleatoria 44 2.2.3 Onda sinusoidal 46 2.2.4 Secuencias binarias semialeatorias de longitud máxima 2.3 PRBS aplicado a la identificación de sistemas 48 -.52 CAPITULO 3: DISEfíO Y CONSTRUCCIÓN 3.1 Esquema funcional y especificaciones 59 3.2 Diseño de las diferentes etapas 63 3.2.1 Registro de desplazamiento 63 3.2.2 Unidades de suma en mod-2 66 3.2.3 Cambiador de nivel 66 3.2.4 Multiplicador 73 . 3.2.5 Fuente de potencia 3.3 Construcción . 73 75 • CAPITULO 4; PRUEBAS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS 4.1 Instrucciones de operación 80 4.2 Pruebas 83 4.2.1 Secuencias binarias 83 4.2.2 Determinación de la respuesta impulsiva 88 4.3 Análisis de resultados 102 4.4 Recomendaciones y conclusiones 103 4.4.1 Recomendaciones 103 4.4.2 Conclusiones 104 APÉNDICE BIBLIOGRAFÍA 2 Para el desarrollo de este trabajo se ha hecho una distribución de los diferentes tópicos de la siguiente manera: En el capitulo 1 se hace un análisis binarias, enfatizando en las semialeatorias para nuestro trabajo. Se hace un de las secuencias que son de interé estudio de la generación de estas como de sus versiones retardadas, de diferentes puntos de vista. i En el - capitulo 2 realizamos un breve estudio de l procesos estocasticos, debido a que esta técnica de correlació se basa en este particularmente en tipo de señales; la identificación para luego de sistemas aplicarlo lineales d control. En el capitulo este modulo, y 3 se hace el finalmente en diseño y la el capitulo 4 resultados de' las pruebas realizadas, construcción d se presentan tío así como las respectiva conclusiones -y recomendaciones, derivadas del trabajo. : CAPITULO 1 SECUENCIAS BINARIAS SEMIALEATORIAS 1.1 FUNDAMENTOS TEÓRICOS 1.1.1 Introducción _ A partir de los cursos elementales de control gue, el estado de un sistema conocemos esta representado por los valores simultáneos: XI,X2, - - . ,Xn que toman las variables del sistema en cada instante de tiempo. Para cuando el el caso <aue nos sistema opera uniformemente espaciados, interesa en y en particular, intervalos de en que los es decir tiempo discretos, elementos de dicho 4 uniformemente sistema estados, son espaciados, de registro ellos y o permanecen en en que los elementos almacenamiento de un los diferentes valor constante intervalo de operación. Si suponemos que estamos intervalo de operación, los valores-para el de dicho durante su en el k-ésimo próximo intervalo de operación, los denotamos por: ,X2(k+l) ', - . - ,X los mismos que estarzan formados por combinaciones lineales de los estados presentes: XI ( k ) , X2 ( k ) , - - .. 3 Xn ( k ) Una relación estados presentes y mas exacta de la dependencia los próximos, se puede entre los establecer citando un ejemplo como aquel que se muestra en la fig.1.1 Si, e te nía donde de -t e r* o »a ar representa un elemento de almacenamiento o retar- do.Las ecuaciones correspondientes son: xiCk+1) = xss(k+l) X3(k+l) 1 0 1 xi(k) 1 0 0 xa(k) 1 1 0 xa(k) de donde podernos verificar que los estados futuros son combina ciones lineales de los estados presentes del sistema, y que e la misma corresponden a las salidas de las unidades de retardo en tanto que los estados futuros se las entradas periodo unidades de dichas de operación encuentran disponibles e unidades, las pasan cuales en a constituir de retardo, es decir el siguient las salidas de la los nuevos valores presentes d los estados. Conocemos asi mismo que en forma la interconexión dentro de un general y compacta, qu sistema puede representars mediante la relación matricial: 1.1 = Ax(k) implicando que la matriz A, al actuar sobre el vector de estad x(k) (valor presente), nos da x(k+l) (valor futuro), luego d un intervalo de operación. El estado luego de "m" intervalos de operación esta dado por la siguiente relación: x(k+m) = A'»x(k) 1.2 x(k+m} Es de particular interés para la generación de secuencia el caso en 'que el sistema retorna eventualmente inicial, luego de un a su numero "m" de transiciones, en estad cuyo cas si m existe .se satisfacerá la siguiente relación: A^x(k) = x(k) 1.3 lo que significa que: Am = I donde 1 corresponde a 1.4 la matriz identidad, y el Índice "m representa el número de retardos necesarios, para que un estad en particular con la vez, por lo. que a misma secuencia "m" se le de eventos ocurra conoce también como otr el ciclo longitud de:la secuencia. Conocemos también que un resultado general de gran sig nificado , y•que nos será de gran utilidad eh posteriores análi sis, es establecer la solución a la ecuación matricial: Av = av donde A es la matriz general, 1.5 y nuestro problema consiste e buscar, los vectores propios o estados v, a los cuales mediant la operación de la matriz A los convierte en un múltiplo de mismo vector. La ecuación anterior se puede escribir como: Av - alv 1.6 1,7 (A - al)v = 0 donde I es la matriz identidad. Por eso la solución para v existe si y solamente si: det(A-al) = Este terístico 1.8 determinante de se A [p(cx)]. lo conoce como Desarrollando ecuación 1.8 se obtiene la polinomio el determinante carac- de la "ecuación característica" p(a) = 0. Esta ecuación corresponde a un polinomio de grado n en a. Como ejemplo citemos la matriz de segundo orden: an 1,9 A - obteniéndose, que la ecuación característica es; P(a) = - 0 = a2 - a( ai a. Kesolviendo la ecuación característica ai;Q2 (valores propios), que al 1 . 10 obtenemos las raíces sustituir cada uno de esto valores en la ecuación 1.6 obtenemos un conjunto de componente relativas para v (vectores propios). Un resultado adicional de interés en tes, es que cualquier matriz las secciones siguien satisface su propia ecuació característica, por ejemplo si: - o2 - a(an 4- ass) - ais.asi - 0 entonces se: cumple que: Í A2 - A(an + a22) = 0 1.11 1.1.2 Sistemas binarios y aritmética módulo-2 Los planteamientos anteriores manera generalizada son aplicables para sistemas para nuestro han sido presentados .d discretos , en estudio de consecuenci sistemas binarios e particular , • los cuales se caracterizan porque cualquiera de* su salidas adquieren únicamente los valores de 0 ó 1, y ademá toda operación de suma se realiza en "módulo-2" implicando co esto que dicha operación obedece a las siguientes leyes : O o i O 1 O i B^t, r-cada 2- - 1 .2 Re IG.G i£»n d© la IfSgioai •u.ni.cle.d. de sn-tirs eiama en~fcr^s.cle.e en moci~2 y e al A. id.-a. = o = 1 ^\ o : y además para 9 la adición o substracción en módulo-2 (-=+) se obtienen iguales resultados. Los resultados semeoante o anteriores demuestran este proceso es tiene la misma lógica de"agüella correspondiente a una compuerta "or se muestra que exclusiva" con el símbolo encima. Es decir, que realizada en ;módulo-2, por lo que convencional como cualquier suma puede ser toda matriz que satisface su propia ecuación característica, de hecho satisfacerá cuando se trata de aritmética módulo-2. i Como eo emplo de aplicación, tomemos el sistema como muestra en la fig.1,3 ,' r\) u ry-uo , J *tOe-H) ^ fc "VzM _J "N. ^(U v vjC^O' 0 de .KQL on mocl — 2 con su correspondiente ecuación: xi(k+l) xa(k+l) xs(k+l) - 1 0 1 Xl(k) 1 0 0 x2(k) 0 1 0 X3(k) 1 7- se 10 que conduce al polinomio característico: p(a) = det(al-A) 0 a-1 0 l -1 a -1 © a obteniéndose, la siguiente ecuación: P(a) ó : p(a) = a3-a2-! el que en módulo-2 puede escribirse como : a3©a2 = 1 como probamos en Igualmente entonces las tablas deberá para la suma en cumplirse la siguiente módulo-2 relació matricial: '_ •A® © A^ - I (a) a partir de la cual es necesario obtener una relación matricia del tipo: A™ = I 11 ó Amx - Ix lo gue significa que cualquiera sea su estado inicial x, sistema retornará luego de m intervalos a dicho estado . Asi la relación: i A3 © A^ = I elevando al cuadrado ambos miembros tenemos: = 12 y desarrollando: A e © A3A2 © A3A^ © A4 = I pero en módulo-2 ASA2 © A3A2 - 0 por4 lo que se obtiene: A6 © A4 ~ I (b) j La ecuación (a) en mod-2 podemos escribir como i AS - A2 © I -,,.-,.' , por n4 que multiplicando A tenemos: (c) y substituyendo (b) en (c) obtenemos que: el 12 A? = I lo que quiere decir que luego de 7 intervalos de operación el sistema retornará a su estado original. Otro ej emplo se da en la fig. 1.4 cuya ecuación de estado es: 1 1 x(k-t-l) - f d-s . 1 . -4 x(k) üizfzejreri-b© o-Liya. con£le"'J.3rQ.od.'5n lonsl-btxcl el© enj. d© TJín e©c-u.©rxol.Q. s±o-fceme> ©e cíe •fce ©. Y que da el determinante: a -1 -I det(al - A) = -1 a 0 0 -1 que produce una anterior: a ecuación característica p(a) = o . 3 -a-l-0 diferente al ejemplo 13 ó a3 @ a = 1 i . El período del ciclo por tanto puede ser encontrado como la solución de: A3 © A = I (d) y elevando al cuadrado en mod-2 A e © A2 - i multiplicando por A tenemos: - A® © A y sustituyendo (e) (d) en (e) obtenemos que : = I es decir la longitud de la secuencia es de nuevo igual a 7 per con diferente configuración. La secuencia de estados por los que el sistema atraviesa pueden ser caso de la obteníalos directamente fig. 1.3 (1,0,1) obtenemos : y suponiendo del diagrama . Así para q.ue el estado inicial e e 14 xa XI inicial 1 periodo o longitud del ciclo = 7 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 Análogamente formalmente 0 1 podemos obtener mediante la aplicación estos de la mismos resultados relación matricial. Asi tenemos: 1 0 1 1 1 0 0 0 1 © 0©1 - 1 © 0 © 0 0 - 0 © 0 © 0 1 1 0 -estado inicial -2 estado y aplicando la matria nuevamente tenemos: 1 1 0 0 - 0 1 1 0 0 1 0 0 0 © 0 © 0 = 0 © 0 © 0 0 © 1 ©0 L•2 estado 0 = 0 1 L3 estado y asi sucesivamente - Conocemos que gráficamente la evolución de los estados de sistema pueden ser representados mediante ejes perpendiculares i en los cuales los estados alcanzan los valores de 0 y 1, com 15 se muestra en la f ig.1.5 Xa. medla-nt© le. Los vectores el punto de los evolu.cid.tSn de estado se la esquina GP e-ba.do a ©Jos el© extienden desde el origen del cubo. Considerando que el hasta estado inicial es (1,0,1) @ , éste al siguiente intervalo de operación pasa al estado (0,1,0) (2) , y asi moviéndose a todas las esquinas sucesivamente, el estado va del cubo, abarcando todas las variaciones posibles del estado excepto el origen particular el estado no evolucionará, definición del elemento de adición del de en cuyo caso acuerdo con la sistema (or-exclusiva); es decir la secuencia binaria corresponde a aquella de longitud máxima y para este caso igual a 7, de aquí que la longitud máxima de una secuencia binaria que puede ser obtenida mediante "n" elementos de corresponde al retardo, número de que coordenadas, relación: - N - 2^-1 según representación 1.12 viene dada gráfica por. la 16 * en donde el estado 1 que se (0,_..,0) por el importante anotar que se obtiene resta como cual el mediante un unidades de retardo de cada calificativo sobre debido a que correcto jf. no debe pasar. Es longitud máxima arreglo de las de sistema en particular . Corresponde estas su estado corresponde al cambia de acuerdo al número secuencias como inicial es tanto que los estados siguientes --^u sistema la secuencia binaria de re alimentaciones, el mismo que el se explicó semialeatorias , totalmente aleatorio , en quedan determinados por dicho estado inicial como por la configuración del sistema. 1.1.3 Enfoque mediante la función de -transferencia Desde el punto de vista de función de transferencia, podemos analizar el comportamiento de un sistema, separadamente de la teoría desarrollada anteriormente . Para esto involucramos el operador de retardo "D" el cual aplicado a la señal x(k) CDx(k)], produce una unidad retardada en una unidad de tiempo: * | Una Dx(k) = x(k+l) secuencia de tales 1.13 unidades ( generalmente llamada •"filtro secuencial") se muestra en la fig.1.6, cuya salida y(k) esta dada por la relación: y(k) - t 17 en donde a la secuencia de entrada producir una secuencia de ceros cuya característica en la salida se le es conoce con el nombre de "secuencia nula". - 1 -8 Dlepoeloün de x.in& secnji©no±©. de xaná.ds,cleí3 cls ir e* -t o. r* el o d.e Para el caso en gue el sistema va a realizar una re alimentación natural, y permite externa, el arreglo general la posibilidad Sis-bems. oon y eeñal una podría ser como el gue en la fig.1,7 - V" de d.s la cual corresponde al sistema de la fig.1.3. entrada se muestra IB De igual forma que para cualquier sistema en laso cerrado, la entrada de la serie de retardos es llamado el error "e" . Del diagrama;anterior podemos obtener la siguiente relación e = De © D3e © ! o en mod-2 x(k) e(l © D © D3) = x(k) e de donde: 1 • = x(k) 1 © D © D3 D3e D3 de aquí finalmente: x(k) 1 © D ® D3 donde D3e = y, que reemplazando en la relación anterior tenemos: í gue es la y D3 x 1 © D © D3 función de transferencia que relaciona la secuencia de salida y(k) con la secuencia de entrada x(k). Considerando entrada x(k), controlado el el por el caso de ausencia comportamiento denominador, salida algo semejante de la natural del produciendo una a un "modo natural de secuencia de sistema es secuencia de oscilación", para el caso de un sistema lineal normal, solo que para nuestro caso la oscilación es una serie cíclica de 0 y 1 la cual una vez : 19 empezada nunca termina. Podemos comprobar lo enunciado considerando que el sistema esta inicialmente en el modelo cíclico de estado (0,0,0), evolución de los gue no estados en ausencia de señal de entrada. Pero considerando además de entrada existe un 1 producirá un aislado, la que en la secuencia por ejemplo: x(k)' = 0,.. ¡.,0,1,0,... y observando las secuencias del error "e" como de la salida y, una vea iniciada la osci3.ación esta no termina, y corresponde para el caso a la secuencia de la fig.1-3 de longitud máxima e igual a ya determinada anteriormente 7 por los tres métodos. 1.2 GENERACIÓN DE SECUENCIAS BINARIAS Y VERSIONES RETARDADAS 1.2.1 Generación de códigos Los registros códigos de binarios pueden desplazamiento, ser generados de dispositivos biestables con realimentación al primer registro, consistiendo esta realimentación en la suma en .de las salidas del compuestos utilizando mod—2 de los niveles lógicos último registro, registros, realizada muestra en la fig.1.8 por y uno o mas de los otros unidades or-exclusiva; asi como donde xi,...,xe son las salidas se para un. registro de 6 unidades, por lo que la longitud máxima del ciclo será: 2S - 1 = 63 Pu]s05 d' H* - 1 -S aonQ3raoi..f>ri crie mec\±o.ri-t« ent ación El desplazamiento de los códigos e± Veloj e-fcx>o G* con XOR son controlados mediant pulsos de reloj externo, y en cada pulso x® se mueve a xa., xx xa etc. tanto mismo, El valor presente del que .xi,X2J . . . ,xe código será representan lo .que significa que xi es el la salida x©, e versiones retardadas código retardado por u pulso de reloj de intervalo Ót, y xs es el código retardado po 6Ót. El valor .de xe> esta dado por la relación: x© = y en mod-2 '' xe xs = xe pero esta relación en general sirve para cualquier conjunto d tres valores del código correspondientemente retardado. c—e v±) xic-5 21 en la que se obtiene el código retardado por "k" unidades o intervalos de tiempo en términos de valores anteriores; asi por ejemplo este resultado puede ser aplicado para producir: XT - xi © X2 de donde: de aguí xa = xs © xa en general versiones retardadas de ser obtenidos mediante ala combinación los códigos pueden de los primeros valores sumados en mod-2 usando compuertas or-exclusivas. Para un valor largo varias valores de retardo será necesario veces y dejar xo,...,xe aplicar la relación dicho valor los cuales están como combinación disponibles general de los dentro del registro de desplazamiento asi por ej: xn ~ xs © xe de donde: finalmente xis - xy © xe = xi © xs © xe © xs ; xis = x© © xs (mod-2) 'y para retardos mas largos como: i X17 - Xll © X12 - XB @ X B © X0 © X2 i = xe © xe © xi ® xo © X2 = xe (±) xi (±) X2 xi e - xis (±> xi3 = xe W xa tt/XT- <±) xa = X0 © X2 © XI © X2 © - xo © xx © xs © xs X2 © X3 en mod-2 1.2-2 Predicción de la longitud de códigos i Muy pocas realimentaciones de hecho producen secuencias de longitud máxima para cualquier valor de "n" en particular. Sol agüellas realimentaciones que son adecuadas secuencias de longitud máxima cualquiera sea el estado generado en un ciclo, (excepto 0,...,0) producirán dicha (igual a 2n-l), Para inicial, cada código ya que cualquiera sea el este corresponde a un punto este caso es siempr estado inicia dentro de l secuencia de longitud máxima. Otros arreglos secuencias de menor de realimentación causarán que longitud, esto pasa en secuencia ciclica Por lo tanto, para este subciclos los cuales en significa que el a través de un conjunto los cuales no son todos los se genere registr de estados posibles estados de ser generados caso existirá un los estados acuerdo con su estado inicial no número de posible serán comunes y d el registro producirá diferente códigos. Ciclo total 2n-l estados O pe-^o. ,e "VDi.rie.2r i GLS : o.) Sub~ciclos Totalizando 2n-l estados le. B&YI&X*&-(^ un. «de» r-QSLl imeri"toa.c ±one s n'bs.c; ;Lone e Incoarir© ct:eLra i Esto podemos visualizar mediante la representación de la i fig.1.9, en donde para el caso de realimentaciones incorrectas se obtienen sub-ciclos aislados, atravesando un limitado número de estados los cuales sumados totalizan la longitud máxima de 2« - 1. El criterio consiste en general para predecir considerar que el si existen sub-ciclo polinomio característico sistema p(a)' debe dividir sin residuo (en mod-2) de a a^ © 1, e decir: a* = 1 ó donde k < (2n - 1) La condición 1 = 1.14 (longitud máxima de la secxiencia) de división significa gue la matriz de sición del sistema A, satisface la relación: tran- 24 - I para k < (2n - original 1) en que luego de k máxima, él sistema retorna intervalos, Por tanto, cualquier polinomio longitud 1.15 característico este no debe genere a su estado para asegurar que una ser divisible secuencia por de cx^+l para k<(2n—1). Además este debe ser primo, es decir no debe i factorable, lo que implicaría la existencia de sub-ciclos. ser Como ejemplo supongamos el sistema de la fig.1.10 r~ "T I 'cíe realizamos las secuencias para las realimentación : a) xo = xi © x-4 b ) xe - xs C) XCJ = X3 y conexiones de 2 comenzando con los estados observamos que para el caso longitud máxima, en iniciales a) y tanto que c) para xi, . . . ,x-i = 1, . obtenemos secuencias d el caso b) da un secuencia de menor longitud que no cubre todos los estados, as para dicho caso; con diferentes estados iniciales se obtiene: XX X3 1 1 JL. 0 0 1 1 1 1 0 estado inicial 0 1 1 1 j1 1 0 0 1 X-4 1 JL. 1 1 longitud - 6 1 0 0 1 1 1 1 escogiendo como estado inicial, un estado que no haya aparecido en la secuencia anterior tenemos: XI estado inicial X2 X3 X-4 0 1 ~L 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 . 0 1 0 0 1 0 1 longitud - 6 0 y ahora tomando como estado inicial, un estado que no haya i aparecido en las secuencias anteriores tenemos: XI estado inicial 0 1 1 X2 1 1 0 1 1 0 0 1 1 longitud = 3 2 podemos ver que se producen sub-ciclos, generamos escogiendo como estado inicial haya ocurrido en cuales. sumados dan i ejemplo es igual a 15. un total de mismos qu uno cualquiera que n otro sub-ciclo, obteniendo los los El los demás estado 2n-l, que para nuestr siguiente ejemplo, ilustra el caso en que el polinomi característico puede ser la existencia factorado (en mod-2), lo de sub-ciclos. Para el que impli efecto consideremos e sistema de la fig,1.11 Si e-teme, cls -B-tols comenzando con el grad-ritio ©n doe or^eierx con polinomio f&otoiT'^Q estado inicial xi,...7xs = 1,...,1 es produce una secuencia que no es de longitud máxima. i polinomio característico correspondiente del sistema es: p(a) = a5 © a4 © 1 que divide . sin residuoo a (aK © 1) donde k es la longi 27 obtenida precisamente a 1, ... ,1. Asi para el partir del estado inicial sistema como xa., . . . ,xe anotamos anteriormente se cumple que : A G © A^ - I (mod.2) a elevando al cuadrado tenemos: AS - I elevando nuevamente al cuadrado : © multiplicando por Al6 la primera ecuación: A20 = A1B o en mod~2 Aie = AS:L igualando con a tenemos : A21 = I lo que significa que la longitud del sistema general es k = 21 Por otro lado dicho polinomio característico puede factor izado en la forma: ae@a-4@i- (a 3 @a@l)(a 2 ©a©l) ser 28 con lo que determinamos el menor valor ks de la forma: para el cual cada factor divide sin residuo , lo que significa que existen dos sub-ciclos adicionales cuyas longitudes son ksi y kea: los cuales aparecido en se obtienen el primer eligiendo estados ciclo de .longitud k , que no para e j emplo con el primer factor : : a3 © a (?) 1 = 0 en mod-2 se cumple que: A - elevando al cuadrado tenemos: multiplicando por A: AT = A3 © A de donde igualando con la primera expresión tenemos: = I lo qué implica que la longitud del sub-ciclq kai — 1 han nuestro 29 en forma análoga para el factor: ' a2 © a © 1 = 0 se cumple que en mod-2: A2 © I — A multiplicando por A2 tenemos: y elevando cuadrado: A 4 © A2 = I e igualando con el resultado anterior tenemos: A3 - I '• es decir la longitud de este sub- ciclo kei - 3. Además s cumple que: ; 21 + 7 + 3 = 31 - 25 - 1 estados Por lo qué si el factorisado entonces el polinomio característico p(a) puede en factores los sistema original sistemas separados, con una cuales son puede entrada se relativamente primos ser descompuesto única en do suministrada a segundo sistema por la salida del primero como se muestra en l i fig.1.12 en que cada sistema da una ecuación característic 30 correspondiente p(a), de a cada igual manera factor del la longitud sistema total es el producto de polinomio de característico la secuencia para e las longitudes de los dos sub ciclos. Así: k - kel-ke2 Pi(a) = Ds SGC p-oli.ri.omio e oí Para el caso de que un polinomio al ser facturado contenga factores repetidos, esto indica la existencia de un número ciclos separados de igual longitud. Así par¡a el arreglo de la fig.1.10 en que: el polinomio característico es: P(a) = a2 © 1 de 3 el cual puede ser factorisado en la forma: es decir: : . P(a) = (a2 © a © 1)2 donde: pi(a) = a2 © a © 1 lo que implica que para que pi(a) - 0, que da un ciclo el caso del ejemplo ki = de longitud k 3 que corresponde al mínim valor de ki para el cual pi(a) divide exactamente a (a1*3- @ 1). El hecho de que pi(a) sea repetido en la ecuació característica significa que p(a) da ciclos de longitud: para "q" que es el menor entero que cumple la relación: : De 2-a > ó igual manera el número 1.17 "r" de ciclos de esta dado por: r = . 1.18 longitud "k 3 en que "d" representa la mayor potencia de pi(a); aplicand para el caso de nuestro ejemplo para q^l r —• 3.21 - 2 es decir, se producirán 2 sub-ciclos de longitud igual a 6. Entonces, pued anticipar aplicando . la identificándolos los longitud y resultados anteriores,se de ciclos, ubicándolos anteriormente analizados. los en uno de previament los caso ; CAPITULO 2 FUNDAMENTOS DE SISTEMAS ESTOCASTICOS 2.1 ITUNCIONES DE CORRELACIÓN 2-1.1 Introducción Las técnicas de correlación son utilizadas en un amplio rango de aplicaciones, puesto que nos permiten conocer sobre la dependencia de una variable respecto de otra, para lo que j generalmente densidad basadas se la utiliza de' probabilidad. en señales necesario realizar en Debido a descritas un breve conjunción con por que estas las funciones técnicas son procesos estocasticos? estudio, asi como introducir es la •nomenclatura utilizada en el desarrollo siguiente. 2.1.2 Procesos Estocásticos El termino "procesos estocásticos" se refiere a cantidades las cuales evolucionan con el tiempo bajo la acción de algú i mecanismo de azar o de suerte, por lo que las nociones básica de probabilidades y variables aleatorias pueden ser extendida para cubrir dichos procesos. Otros dichos .términos procesos frecuentemente utilizados son: "procesos para describi randómicos" , "funcione dinámica de un proces randómicas" y '"señales aleatorias" . Para caracterizar la estocástico,. es estructura necesario probabilidad conjunta, de considerar la distribución los valores que toman d las variable aleatorias en instantes diferentes de tiempo. i Así por ejemplo, podemos correspondiente al ruido considerar térmico generado el voltaje x(t en .un resistor. E particular, para un tiempo ti, la medida de este voltaje ser x(ti) y su tomar cualquier valor entre más magnitud puede menos infinito (-CQ<X( ti )<°°) , y una adecuada variable ale'atori 'xi asociada ' con este voltaje. Disponiendo fenómeno puede de un resistencias, nosotros podríamos simultáneos x(ti) ser la gran medida de número de idéntica medir un conjunto de (ver fig.2.1), así como su dich valore frecuencia d ocurrencia en un intervalo de la forma: (X-ÓX<x(ti)<X). La frecuencia relativa nos permitirá obtener la medida d la probabilidad p(X~ÓX<xi<X), y de aquí la función densidad d 35 probabilidad P(XI). Igualmente podemos hacerlo para un conjunto de instantes de tiempo {ti, ts, . . . , t,N> , obteniendo las variab aleatorias desde xi hasta xw? y en base a éstas la función densidad de probabilidad conjunta p(xi,X2,...xt-r) un Ru.ld.o Por tanto , la función conjunto distribución d« n-* n \ (. de \ r- probabilidad quedaría definida como: ,...,xw)=Prob. Los valores estocásticos 2.1 medios y las covariancias de proporcionan bastante los procesos información respecto a la estructura de probabilidad de un proceso. Asi consideremos xi y X2, dos variables función x(t) 1 aleatorias de un proceso respectivamente, ya que de los valores randómico en la que asume los tiempos ti distribución de la y t2 probabilidad conjunta puede variar conforme varia ti y t2, el valor promedio i o esperado E(xi,X2) relacionando xi y xs bien puede ser función de ambos instantes de dependencia, nosotros tiempo; con llamaremos a el fin de este promedio señalar esta "función de 36 auto cor relación" del proceso randómico y lo denotaremos por el símbolo RjocCtx, ta) , por 'lo tanto: Rxx(ti,t2) ~ E(xi,X2) 2.2 De manera parecida, definimos la autocovariancia como: 2.3 en que p^Ct) es el valor medio o esperado E[x(t)], del proceso x(t). De la ecuación 2.3 podemos deducir que: 2.4 En forma análoga, para diferentes procesos estocásticos x(t) y y(t) definimos la correlación cruzada como: * ' R«y(ti,t2) = E[x(to.).y(t2)] 2.5 y la covarianza cruzada como: CW(t:L9t2) = E{Cx(ti) - ^(to.)][y(t2) - Uy(t2)} 2.6 Debemos anotar procesos aleatorios es que un concepto muy importante la estacionaridad. Para que de los un proceso 37 sea "estrictamente estacionario" es necesario que sus funciones de probabilidad permanezcan invariantes bajo un del origen del tiempo, desplazamiento condición que muy rara vez es cumplida completamente. Una forma de simplificar el análisis de sistemas estocásticos es satisfacer respecto a ciertos parámetros un grado de estacionaridad sólo (estacionaridad débil) que sea tan útil cual si éste fuera estrictamente estacionario. Asi, en este caso particular de proceso únicamente requiere que el valor medio de dicho proceso sea constante, y que la función de correlación dependa de la diferencia de tiempo 1 t-a-tiI que lo haremos igual a r; de aquí: R>OC(T) - E[x(t) .x(t+r)] 2.7 En forma similar, la correlación cruzada para dos procesos estocásticos : estacionarios respecto a sus valores medios está dada por: = E[x(t).y(t+T)] £±B .2-2 38 Igualmente, como hemos definido los promedios estadístico de un proceso randómico, podemos considerar los promedios en e tiempo de una función muestra individual como en la fig.2.2 j Ya que en la mayoría de los extiende en tiempo al casos la función infinito, el valor medio muestra s queda descrit por: lim 1 2T x(t)_dt -T 2.9 si el límite'existe. Virtualmente para todas las funciones estacionarias, es de interés práctico, el equivalencia entre los promedios en el tiempo. los conoce En cuyo caso con el nombre randómica averiguar si hay un estadísticos y los promedio a estos procesos estacionarios de ergóclicos, y por tanto cumplirse que: lim 1 X ( t ) . dt = 2.10 2T RXX(T) - E[x(t).x(t+r)] lim 2T x(t).x(t+r).dt -T 2.11 s deb 39 CXX(T) = EÍ[x(t)-(JLx:]Cx(t+T)-JJbc]} lim 1 +T ' —T 2T 2.12 Rxy(r) = E[x(t).y(t+T)3 lim 1 F+T x(t).y(t+r).dt 2T J -T 2,13 Cxy(r) = E{[x(t)-u^][y(t-M-)-Mv]} 1 lim P+T 2.14 2T ' Para el caso de tener funciones periódicas con período T©, las anteriores relaciones (2.10,...,2.14) son equivalentes promedio sobre un intervalo de tiempo kTo donde k es un entero (k>l). Asi por ejemplo, para la autocorrelación: Te x(t)_x(t+r)-dt y en forma análoga para las demás ecuaciones. al 2.15 40 En análisis posteriores funciones de correlación de los evidentes y gue se 2 . 13 son de gran ciertas propiedades procesos estacionarios gue son desprenden de las ecuaciones 2.11, 2.12, es decir el valor medio cuadrático de - variansa de x(t) b). > Esto se demuestra ya gue: E[|x(t)-x(t+r) de donde: E[x2( t )+E[x2( t+r) ] > 2E[x( t ) .x( t+r) ] En cuanto a la función de correlación cruzada las propiedades son: las utilidad y las anotamos a continuación: a) K^3c(0) = E[x2(t)] c) de 41 * Rxy(r) ^ [R:xi(0) -Ry(0) D1/2 Para el caso de procesos compuestos, se cumple que si; : entonces: y si x(t) ^ que: - z(t) = x(t) + y(t) RS:K(T) = R^>C(T ) + R^y(T) + RyJt(T) + Ryy (T) y'y(t) no son ' correlacionados es decir se cumple . R^cy(r) = Ryx(T) - 0 i •entonces se tiene que: R=SZ;(T) = R^oc ( T )+Ryy ( T ) i 2.2 CALCULO DE ALGUNAS FUNCIONES DE CORRELACIÓN Debido a la importancia práctica del concepto•de correlación por hace necesario el -^ que posee la utilización sus múltiples aplicaciones, se cálculo de algunas de dichas funciones nos den una idea de los métodos utilizados, a la vez que que hagan más objetiva'la obtención de la correlación para las secuencias binarias semialeatorias que es de particular interés en nuestro análisis. A continuación se detalla el cálculo de algunas de •ellas. ¡ 2.2.1 Señal Binaria aleatoria a intervalos discretos Consideremos la señal que se muestra en la fig. 2.3 "t /i Q A 3 \ 5 t,/CC ¿ V t £i.g.2-3 La S©fie,l señal asume duración a, y cambia eventos igualmente claramente que que: los valores de ±V para intervalos su valor con probabilidad igual espaciados i_bt =. 0 , 0,1a, 2a, . . .etc. y aplicando la a 1/ Podemo propiedad a) se t , • Rxx(0)'= E[x2(t)] = V^ Consideremos ahora el de r>a, podemos producto x(t) .xCt-l-r) . Para el ver que si x(t) asume un valor, x(t-fr) tam asume otro pero independiente ECx(t) -XCt+T)] Para - el del valor que tomó x( t ) , = E[x(t)].E[x(t+T)] caso en que r<a primero cuando x(t) y x(t4-r) un mismo intervalo, - puede ocurrir p para r>a dos casos asumen valores correspondien y el segundo cuando x(t) y x( t-fr) as valores correspondientes a diferentes intervalos consecutiv Si x(t) y x(t+r) asumen valores correspondiente 43 mismo intervalo: E[x(t)x(t+r) ] = V2 esto ocurra (Zona sombreada en relación de los correspondientes a y la probabilidad la fig. 2.5) viene dado segmentos de las bases los casos favorables, con de las de que por la zonas respecto a los casos posibles: T O.-T a • a A*-W -t-V -^-.b e 0. .2.4 En cambio correspondientes que a (zona no sombreada en si x( t) intervalos y . x( t-t-r) diferentes la fig. 2.5 ) estos, asumen pero valores consecutivos son independientes por lo que: ECx(t),x(t+T)] - 0 y la probabilidad de que esto suceda viene por tanto la relación: i T a dada por De lo anteriormente analizado y en forma general para r<a E[x(t)].x(t+T)]. = (1 - -i- a a T = (1 - )V2 para T<a a y de acuerdo a la relación b) en que Rxx(r) = RXX(-T) obtenemo el gráfico de la fig. 2.5 correspondiente a la autocorrelació de la señal. - 2. B de s.i de -un -a 2,2.2 Señal binaria aleatoria Ahora consideremos muestra en la fig, 2.6 - 2 . e la señal aleatoria binaria que s • esta señal1 asume únicamente valores de V o de -V, pero transición !de un nivel a otro ocurre en cualquier intervalo de tiempo con un promedio de transiciones "a" por unidad tiempo, y de manera similar al caso anterior, Rxx(0) ~ V2 Para un valor de T dado, el producto x(t).x(t+r) se igual a +V2 si se han realizado: 0,2,4,...etc. cruces por cer y será igual a -V2 si el número de cruces o transiciones s impar, o sea 1,3,5,...,etc. Los cruces por cero son en intervalos tiempo, por lo que la probabilidad de que n en un intervalo de tiempo aleatorios cruces se realic esta dado por la relación: P(n) = e-^T n de donde: E[x(t)- ar (ar)2 + 1! q.ue se 2! gráfica en la f ig. 2.7, en ( ar)3 . -f 3! donde se puede ver que p 4 valores grandes de T, x(t) y x(t+r) son prácticament independientes, o lo que es lo mismo RIC?C(T )H O FU* te) . 2 .7 Función cié eL\a-fcooor*ar© lo-cün cié uns. 2.2.3 Onda sinusoidal x(t) Sea: = VsenCwt-fG) y utilizando•la ecuación 2.11 para la autocorrelación tenemos 1 lim T) dt = 2T lim V2 F+T 2T -T [coswr-cos(2wt4-WT+29 ) ] . dt T-4» V 2 COSWT Se puede observar que la el mismo periodo que función de autocorrelación tie la señal original, de igual manera en que respecta a suficientemente permite una de autocor relación su amplitud grandes . las como no Esta más es decrece, para característica importantes la 4- y(t) donde x(t) es la que aplicaciones detección periódica dentro de el ruido . Asi , valores de de una de componen supongamos que : z ( t ) '= x es una señal periódica en tanto que y(t) cambio es una señal no periódica, la cual es independiente o que es lo mismo no correlacionada con x(t), entonces por propiedad de las funciones de autocorr elación tenemos : RZZ(T) = RXX(T) + Ryy(r) en que: Ryy(r)-)Uy2 cuando T-I°°, lo que se desprende del anális hecho para la señal binaria aleatoria ; si Uy - 0 como ocur generalmente se tiene que De igual forma para la autocovariancia: Czz(r) = CXX(T) + Cyy(r) en que Cyy(T) decae a cero , autocovariancia CXX(T) conforme existiendo T se hecho puede ; ser reducido por filtrado no se superpone con la únicamente incrementa. El ruido cuando su ancho de ban frecuencia de la componente periódic pero para el caso de frecuencias similares el filtrado como obvio en no puede ser utilizado , cuyo caso la separaci utilizando la técnica de correlación resulta ser efectiva. 4 2,2.4 Secuencias Binarias Semialeatorias de longitud máxima Ahora se analizará señales tratadas función de en el la función autocorrelación capitulo uno. . autocorrelación, correspondiente a la Para el consideremos señal periódica de de la cálculo de la dichas l fig. 2. secuencia (s.b.l.m.). -fV :T±s - 2 . 8 Seo-oQnod-QL binar- i a. donde : N = longitud de una secuencia de longitud máxima n - número de unidades de retardo o almacenamiento Consideremos primeramente el caso para el cual r>a y- hagamos que x( t ) - xi, x(t+T) ~ xs para simplificar l notación, de aquí que: E(X1.X2) = - Realizando la niveles de voltaje ±V secuencias de transformación de P (X1=-V,X2=V) los niveles lógicos en la forma que: 1 -» -fV, y 0 -» longitud máxima generadas mediante —V, la registros d 49 desplazamiento como se estudió en el capitulo 1, dan origen a la señal de la fig. 2.8 Como las secuencias son de longitud completo existirán %(N+1) intervalos máxima en en el valor +V, y intervalos en el valor -V. Entonces: P(X1=V,X2=V) = P(X1=V).P(X2=V/X1=V) N+l 2N N-l 2(N-l) N+l 4N P(xi=-V,x2=-V) - P(xi--V).p(X2=-V/xi--V N-l 2N p(Xl-V,X2--V) = 2N p ( X1 = ~V , X2^V ) N-3 N-3 2(N-l) 4M p(Xl=V).p(X2=-V/Xl=V) N+l = N-l 2(N-l) N+l 4N p ( X1 = -V ) . p ( X2 =V/XJL = -V ) | N-l : • 2N un ciclo N+l 2(N-l) N+l 4N íá(N-l) V2 V2 de donde: ! Eíxi.xs») = [N+l+N-3-2 (N+l) ] = 4N N De igual manera calculemos para el caso de T<a3 consideremos la fig.2.9 í -t , 2 _9 cíe Como se analizó para la y x( t+r) intervalo pueden asumir (o a secuencia binaria aleatoria , :\( valores diferentes correspondientes a intervalos un mis consecutivos probabilidades dadas por la relación de segmentos de los co cas favorables a los posibles esto es: T-O./T y T/a respectivament Entonces: = V 2 [p(xi=V,X2=V) 4- p(Xl=-V,X2=-V) -P(X1=-V,X2=V) - p(Xl=V,X2=-V)] - p(xi=V).p(X2=V/Xl=V) T T P(X2=V/X1=V) = (1- - ) (- a a N-l 2(N-l) 51 T N+l de donde p(xi=V,x2=V) = (1- T 4N a a 2N p(Xl=-V,X2=-V) = N+l )+ p(Xl=-V).p(X2=~V/Xl=-V) T N~l. f l— \ 2N T L 2N T 2bl a N+l N-l 2(N-l) N+l T 4N a T . 4N T a I p(Xl=-V,X2=V) = p(Xl=-V).p(X2=V/XX=~V) t N-l ; 2N N+l 2(N-1) N+l T 4N a T ' a N-3 - a M-3 )+ (1- 2N + ' a N-l T N-l 1 J a J 2(N-1) "I T T a 4Na T T a abl E(xi.x2) = La gráfica T N+l a N correspondiente a la autocorrelación secuencias binarias de longitud máxima (s.b.l.m.) se muestra la fig.2.10 de rn¿í.5cl.ms. ( e - t o - l - m . ) 2.3 PRBS APLICADO A LA IDENTIFICACIÓN DE SISTEMAS Una vez que hemos desarrollado la teoría de la generaci de secuencias binarias de longitud máxima, así como los métod de correlación;, sistemas. aplicaremos estas a la identificación 53 Supongamos h(t) de que deseamos un sistema en base estimar la respuesta a observaciones de excitación i(t) y aquella gue obtenemos i como el caso de la fig.2.11 impulsiva una señal al medir su de salida, nlb) .(U lineal h(b) . IX En sistema donde r>iagr*e.msu la señal caracterizado por cíe "tol OCIA ci© de entrada su i(t) respuesta produce una respuesta y(t) , pero antes ve contaminada de tanto de ruido introducido ruido n(t), el externo debido a por el aparato xin al ser aplicado a impulsiva h(t) , no que esta sea medida, s cual puede estar conformad otras fuentes como por de medida . Es decir la aque seña obtenida será; z(t) = y(t) + n(t) Por otro lado conocemos que la salida y(t), esta dada po ! la integral de convolución, asi: y(t) = .dti 5 Pero para el limite superior de significa caso de sistemas la integral puede que para valores mayores prácticos(causales) ser fijado (Ts) , lo que Ts hacia e qu el pasado estos no tienen efecto en la salida actual. Asi tenemos: PTs y(t) = Y realizando la h(ti).i(t~t función correlación cruzada entre i(t) z (t) obtenemos: 1 lim +T 2T J lim i(t)[y(t+r) + n(t+T)].dt -T 1 f+T I(t).y(t+T).dt T-t co 2T J -T y sustituyendo y(t+r) por su integral de convol\ición tenemos: lim 1 [Í(tl).Í(t+T-tl)].dt + Rin(T) -T Ts lim 1 .dt].dti 2T J —T Ts h(tl) .R±i.(T-tl) -dtl .+ Rd-n(T) 55 Para el caso en que i(t) -y n(t) R±n(t)-i0 conforme el tiempo de tiempos finitos no son correlacionados correlación se incrementa. Para el efecto de Ri.n.(t) es función de correlación cruzada entre un "ruido" el- cual disminuye de el de aparecer en la la entrada y salida como amplitud conforme el tiempo de correlación se incrementa como ya indicamos. Si la señal de entrada es ruido blanco, el que se caracteriza porque su función de co-rrelación, es un impulso1- de magnitud K,' por lo •espectro den'sidad de que su espectro que su transformada de potencia es f ourier constante, lo que S(w) o significa tiene componentes en todas las frecuencias, el integral de convolución queda: [Ts h(ti) . - K.h(T) Por tanto: - K.h(T) lo que significa que la correlación cruzada entre la entrada y la salida obtenida es proporcional a la respuesta impulsiva. Por los función de (PRBS) de resultados correlación de longitud características secuencias binarias máxima, aproximadas tanto, estas pueden * generales obtenidos vemos a las del ser utilizadas como que al calculaz* la semialeatoria estas ruido blanco; posee por lo señal de prueba par 56 determinar la respuesta impulsiva de un sistema. Las i secuencias binarias semialeatorias (PRBS) poseen algunas ventajas con respecto a la técnica de ruido blanco, las cuales se señalan a continuación; — Una PRBS puede ser generada -fácilmente, por medio de registros de desplazamiento, con arreglos de realimentación de niveles lógicos mediante compuertas or-exclusiva. - La señal de prueba tiene solo dos niveles ±V uno de los cuales puede asumir a intervalos de tiempo: t=0,a,2a... i - Es fácil producir versiones retardadas usando únicamente arreglos de compuertas or-exclusiva. - La multiplicación es muy sencilla puesto que la secuencia de códigos binarios retardados sólo requieren que la salida del sistema o su valor negado sean escogidos. - El cambio de la señal entre un nivel u otro es predeterminado, por lo que las PRBS son determinadas y el experimento es repetible. Ts Ahora el integral de convolución h(t) .RüÍT-ta.) -dti 57 se muestra en la fig.2.12 para el caso en que la entrada sea una secuencia binaria semialeatoria. idn - 2 . 12 en-b:re de la ti. ( t; ) e e "be. i,m^>xale±-va. cié Se puede observar que para pulsos de reloj de intervalo a suficientemente pequeños , se tiene : Rii(r-ti) donde po(r-tx) es un impulso unitario en ti-rCsi asumimos que M es lo suficientemente largo para que el valor DC de la autocorelación pueda ser ignorado). de aquí que: Con esto hemos cubierto al menos de forma sxicinta los fundamentos iteóricos para poder desarrollar el módulo para la determinación de la respuesta impulsiva de un sistema, que es una de las más importantes aplicaciones de la teoría de 5 sistemas estocásticos y de los métodos de'correlación. Un arreglo general que permite la obtención de l respuesta impulsiva mostramos en la fig.2.13 M u l t i p l i c a d o V" -v. PR.&S Sisteme* t-ojo pruebe* X -Salldc* (\ ' 1 Int/e-cjr-citiovRe.tov-do •c le. Con esto hemos o"to~boncl.<5n cubierto al fundamentos teóricos para determinación de la Una de las mas menos en forma suscinta lo poder desarrollar el módulo respuesta impulsiva de un sistema, importantes aplicaciones de la para l que e teoría sistemas estocásticos y de los métodos de correlación. d CAPITULO 3 DISESO Y CONSTRUCCIÓN 3_1 ESQUEMA FUNCIONAL Y ESPECIFICACIONES Una vez que en los desarrollado- las bases modulo generador de capítulos teóricas, secuencias anteriores para la binarias, se han implementación. del en este capítulo trataremos de su diseño y construcción. i El módulo está dividido en bloques o etapas independientes que realizan diferentes .entradas encuentran y salidas, así disponibles "¿jacks" (conectores hembra permiten su interconexión. funciones como en para claramente definidas, las la señales paróte banana) , de control frontal los que a las se mediante la vez 60 Una vista módulos del frontal de la distribución dispositivo se muestra de los en la diferentes fig.3,1, pues éste está constituido por las siguientes etapas: a.- Un registro de desplazamiento encuentra en la parte superior, y secuencias binarias de longitud (2e-l=255). Las salidas de este las de niveles TTL estándar anteriormente desde el cada bit, ' se correspondiendo un "1 ocho bits, máxima de hasta 255 y son accesibles estados lógico" el como dijimos Los estados lógicos mediante led leds encendido, y Q o ( ) o o ) o o PRBS , de indicadores, o o . o o o o o o d© se registro de desplazamiento son lógico" el led apagado. - 3 - que que permite la generación de panel frontal. muestran a de al "0 61 La señal de reloj necesaria para el funcionamiento del registro de desplazamiento, se le suministra externamente, para lo cual existe una entrada en la parte central bajo las salidas del registro. de desplazamiento; de igual forma existe una entrada para la señal de realimentación "xe" ubicada a la izquierda de dicho registro. b.- Cuatro compuertas disponibles sobre está el panel principalmente• realimentación "xe>" desplazamiento or-exclusivas, con todos sus terminales frontal. Una destinada que para se antes descrito. de estas obtener conecta Las otras al tres compuertas la señal registro de de se encuentran localizadas en la parte central y su función principal es la de generar .las versiones retardadas, las salidas del los niveles mediante la registro de desplazamiento; lógicos de estas compuertas combinación de es de anotar que también son TTL la compuerta or- estándar. La tabla de verdad como el símbolo de exclusiva se muestra en la f ig.3.2 £Í6-3-2 OR-EXCLUSI VA . 62 c.- Un cambiador de nivel ubicado en la parte inferior izquierda del panel frontal, que nos permite que la señal de la secuencia "xe>" de niveles lógicos TTL, antes aplicada al sistema bajo prueba, sea transformada de voltaje ±V, haciendo corresponder a 1 lógico con —V 7 el nivel ajustado mediante del voltaje un potenciómetro de que en una señal lógico con +V y de salida P, también sea a 0 ±V puede ser ubicado en el panel frontal. d.- Un "multiplicador", cuya función señal aplicaíia a la entrada V es la de multiplicar la o . -1, dependiendo de por +1 estado de la señal lógica aplicada a la señal RETARDADO". Un 1 lógico hace que de control "P.RBS la señal .de entrada análoga sea multiplicada por +1, y un 0 lógico que la señal análoga sea multiplicada por invertida. Este -1, es decir multiplicador que la señal se encuentra de salida sea localizado en la parte inferior derecha del panel frontal. Es necesario hacer notar que este modulo generador de PRBS debe trabajar en conjunto con un computador análogo, por lo que el proceso de integración necesario para la determinación de la respuesta impulsiva, asi según se anota este último. como la simulación de algún al final del capitulo Con esto generador de PRBS. queda 2, se lo puede descrito por etapas sistema hacer en el módulo 3.2 DISEfíO DE LAS DIFERENTES ETAPAS El diseño de las iremos tratando en el diferentes etapas del generador, las mismo orden como fueron descritas en el numeral anterior. 3.2.1 Registro de desplazamiento • Este blo.gue principalmente circuito integrado SN74164N, en el apéndice está constituido por el cuyas cai^acterísticas se muestran Al-3 al final de la tesis. La tabla de verdad obtenida de e:ste apéndice se muestra a continuación: Entradas Olear . Clock Salidas A L X X H H H H L t 1 1 X H L X B QA QE. L L QAO QBG> H QAn L QAn L QAn X X H X L . .QH L QHQ Qon Q.0n Qctri H:=Alto CI Tatole. 3. 1 De la tabla,j estamos interesados en las líneas tercerea y quinta, de forma que con un pulso de reloj, la entrada A pase a QA y las demás salidas 'sean desplazadas en forma sez^ial, resultado que se obtiene colocando Clear=H, B~H? Clock~señal de reloj, y en A colocamos la señal de realimentación xo. Este 64 arreglo se muestra en la fig 3.3, en donde se puede ver también que las salidas poder ser son amplificadas mediante transistores visualizadas mediante leds indicadores, los para mismos que se encienden con H, y se apagan con L do e^ las ©.mi. e rito - 3- 3 Para el calculo del y lede circuito amplificador de corriente consideremos la fig.3.4 Q (IZ-BAF) í^ - 3 . -4 en donde podemos calcular Rb considerando de las salidas del circuito las caractez%ísticas integrado SN74164N, así el voltaje de salida en alto mínimo es de 2.4 V, en tanto que la corriente 65 de salida en alto máxima es de 400pA, por tanto: Ib« corriente de salida en alto máxima-400uA de aguí que : voltaj e de salida en alto mínimo-VBE Rb > - (2.4 - 0.6)V Rb > = 45 Kfi 40 uA Rb > 45 escogemos entonces Rb - 47KQ, valor normalizado entonces Ib - 34uA para calcular Re conocemos que Ic = Vcc~Vd-VcE de donde: ' ~ Í3.1b Re Vcc-Vd-VcE entonces: Re = • y Vd=2.1V se obtienen del manual ECG, apéndice A4 y A5 66 (5-2.1-0.2)V — = 397Q 200 (34|-iA) Re - entonces hacemos Rc=220Q para una mayor iluminación del led. 3.2.2 Unidades de suma en modulo-2 Como señalamos anteriormente las compuertas cumplen con la lógica de las unidades de suma en lo que dicha función lo realiza el c.ual posee circuito las cuatro integrado , realimentación retardadas. La xe , una y unidad f ig. 3. 5 modulo-2, por el circuito integrado SN7486 N unidades las OR-EXCLUSIVA para otras muestra necesarias producir la tres el en para un señal las circuito, en solo de señales tanto las características eléctricas se muestran en el apéndice AS-7 ewrp-A-DA-S B -A H M S/XUDñ. V U H L H L_ L H H U L OR— EXCLUSIVAS : f 1« - 3 - B 3.2.3 Cambiador de nivel Como ya - lo anotamos anteriormente la función de este 67 circuito es la de transformar señal de voltaj e 4-V ó -V la señal de entrada TTL 1 ó 0 en respectivamente, dicha función lo realiza el circuito que se muestra en la fig.3.6 Como vemos la señal de control que. actúan los mismos que invertido, determina a de entrada es transformada a sobre interruptores análogos (SA permiten la salida el • nivel de señales el paso tenemos voltaje del voltaje un de o su potenciómetro salida, y y SB), valor el por cual último encontramos un seguidor de emisor (A5), de alta impedancia de i entrada y muy : baja de salida que permite el acoplamiento de impedancia. ' En . este LM348, que circuito utilizamos contiene cuatro unidad, dos de los circuitos amplificadores los cuales se utilizan AB), y dos posteriormente, el integrados operado na les por en este circuito (AA y LM307N que posee un amplificador operacional por empaque (A5), y el MC14066B que contiene cuatro interruptores análogos, dos de los cuales utilizamos en este circuito (SA y SB)S y dos más adelante. Las características eléctricas de estos integrados se muestran en el apéndice A8-14 La tomamos tierra análoga como 0 con la voltios; el tierra digital coinciden y la circuito sido MC14066BN ha polarizado con Vdd~7.4V y Vss=-7.4V, debido a que la diferencia de voltaj e aconsej able entre Vdd y Vss es de 15V, por lo tanto la señal de entrada a ser interrumpida puede variar entre estos PRBSCO/J.D V»»=-7.4V fia.3.6 Circuito cambiador dw nivwl Vi « 3 •vJk^^ f 2 -' LM3Q7N 7 Vdd CT) CO 69 valores. De las características del circuito MC14066B apéndice podemos ver que el voltaje de control en respecto de Vss, y el voltaje 11V respecto a Vss, y con A12, bajo máximo es de 4V de control en alto mínimo es respecto a de i circuibo la tierra del seria -3.4V y. 3.6V respectivamente, por lo que podemos escoger ! los valores menores a -4V, y mayores a 4V como las señales de control para nuestro diseño. El voltaje del potenciómetro Pi i nos permite restar al voltaj e de entrada el voltaj e de entrada en alto dividido una señal para dos, lo que permite obtener dé ±V, equivalente al valor de a la salida entrada en alto dividido para dos y multiplicado por la ganancia del sumador. Así para el caso en que el valor de entrada sea el volbaje de salida en- alto mínima según las de la compuerta características es. de 2V, or-exclusiva, que y haciendo a R3-12KQ tendríamos: R2 + 4V Vox = Rs de aquí que Rs + Ps > 4(12K) > 48KQ escogemos a R2-12KQ y Para el calculo de Ri debemos considerar, que el voltaje 70 máximo entregado por el potenciómetro (Vss), permita contrarrestar a la mitad del voltaje producido por por lo que para este caso consideraremos el máximo al menos la entrada, voltaje de entrada igual a 5V, de donde tenemos: Rs + Ps Rz + Ps > Vss. Vcc . 2R3.Vss de donde Ri < Vcc 2(12KQ)(7.4) Ri < 35.52 KQ escogemos entonces Ri=22KQ y Pi=20KQ Ahora calcularemos el inversor interruptor análogo SA fig.3.7- - 3 . 7" Ciirc'vai-fco que comandará el 71 Consideremos el caso critico en que el voltaje de entrada sea de 4V, entonces la salida en el colector de Ql deberá ser menor que -4V, cargue a tenemos: i Así si escogemos R4-100K, la .salida i ;. del operacional, para que y considerando Ib = Rb [4-0.6-(-7.4)]V Ib = 100K Ib - 0.108mA en saturación: Ic a Í3ea-t.lb < 200(0.108mA) lo = 21.6mA por otro lado tenemos que: Vdd-Ic.Rc < -4V Vdd-f4V <Rc Ic (7.4+4)V < Re 21.6mA el inversor no Í3sa.-fc<200 72 R5 > 527 Considerando ahora el caso en que el voltaje de sea bajo y según lo anotado salida del inversor por tanto debemos obtener un voltaje mayor a 4V, así considerando 'anteriormente menor a entrada el caso critico de a^c) sea igual a —4V, tenemos: V i Hme^c— VBE- VE Ib = Rb C-4-0.6-(-7.4)]V Ib 100K Ib = 0.028mA de donde Ic = 0.Ib = 0.028(200) Ic = 5.6mA entonces: Ve = Vdd-Ic.Rc > 4V (7.4-4)V de donde - 607Q < 5.6mA de aquí escogemos Re - 560Q que -4V, a la el voltaje 73 3.2.4 Multiplicador La función de este circuito como lo dijimos anteriormente, es la de multiplicar la señal de entrada por un voltaje +V ó - V, dependiendo, de que si la señal de control o PRBS retardado sea 1 0 0 respectivamente. En la práctica lo que se hace es que la señal de control o PRBS retardado voltajes de +V de niveles lógicos o mismos'- que al -V, los TTL3 sea transformada en actuar sobi^e interruptores análogos permiten el paso de la señal o la señal invertida resulta que voltaje de la respectivamente, señal lo que queda multiplicada control es 1 lógico y por -1 por dos de entrada en definitiva +1 cuando el cuando el voltaje de control es 0 lógico. Por lo que hemos anotado anteriormente este es similar al cambiador entrada del inversor multiplicar, análogo colocamos en vez de nivel, de nivel con la diferencia que la señal que un voltaje fijo como cambiador de asi acoplador de impedancia no mismo el multiplicador a la deseamos para el caso del potenciómetro se hace necesario. como el El circuito se muestra en la fig.3.8 3.2-5 Fuente de Potencia La función de esta fuente es la de proveer al circtiito de 74 0. -H •H 3 E O 75 los i voltajes necesarios análogos como!de para la polarización de los digitales, nuestra referencia de Gnd=0V, es decir que para los los circuitos de acuerdo con circuitos análogos ± 7 . 4V, y para la parte digital de 5V. Este circuito transformador de se muestra 120/18V con en la fig.3.9 toma central, y corista de un luego tenemos un puente de rectificador de diodos cuyo voltaje de salida después es filtrado por medio de capacitores alimentadas a Cl, C2, estas señales son reguladores de voltaje medio de diodos son disminuidos producir Vdd/Vss i modificados. en tanto de ±8V y de 5V que por a -f/-7 . 4V respectivamente para que los 5V para Vcc no son 3.3 CONSTRUCCIÓN El modulo generador de PRBS fue metálica en cuya tapa superior conectores para salida y apagado; los leds en una tarjeta asi como el de las señales de interruptor de está sujeta entrada, encendido indicadores fueron colocados bajo la misma que una caja fueron colocados los diferentes la interconexión control, construido en y esta tapa a esta tapa. En el interior de la caja se encuentra ubicada la tarjeta principal de circuitos la misma que registro de desplazamiento, aloja los siguientes circuitos: unidades de suma en modulo-2 (or- exclusivas), cambiador de nivel, multiplicador, y fuente de c» •H 77 poder; esta permite tarjeta posee el circuito- impreso por medio de un conector a ambos lados y relacionarse con los demás elementos del modulo. En el interior además también tenemos un transformador que está sujeto a.la tapa posterior de la caja metálica y que es el gue nos permite tomar la energía de la red eléctrica de 120V. El circuito;impreso la tanto soldadura de tarjeta fig.3.10, en, tanto que del lado principal la de componentes lo interconexión encontramos de los como de en la diferentes elementos de este modulo lo encontramos en la fig.3.11 co t> Q TÍ tí H Tí H Q ffi Q TÍ O ff CO H ü -H -P P -H ü tí (D O ft ft C £ ^ a PÍ fc o O ffi H 7J 12QVAC i L E D S D E N D I C ft D O R ' fio . 3 . li. Irrt*i~con«xion »ntr« l o » dir« d»I inodula 3«n*r«don d» PR8S £3CECG169:> SQF J.QO 2^C 306 FRONTAL TftRJETfl DE CIRCUITOS ftBYABYflBYRBYC 1 1 1 2 2 2 3 3 3 4 4 4 K S8C741645 _üOñ PftNEL 1 1 J 1 1 1 1 2 2 Í 2 I 1 1 , -il ^ ¿ü ~l ^H ^ 1 -i I gg ?1 .q| ~A ^cc Gnd Cnd X7 XS X7 xa Vcc X6 XS XS X6 X3 X4 X3 X4 x± X2 xz XO Xi xo P R B S S C S M I L D T E N u u ñ P R E R i B 3 M S L T R E T '*' eo CAPITULO 4 PRUEBAS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS En este capitulo trataremos funcionamiento del módulo, para luego realizadas con sistemas computador análogo, finalmente obtener de analizar primero conclusiones el tratar sobre las pruebas control los sobre implementados resultados y en el obtenidos, y realizar las respectivas recomendaciones. 4.1 INSTRUCCIONES DE OPERACIÓN Para referencia evolución obtiene el desarrollo la fig.3.1. de los estados mediante un de La este señal numeral de en el registro oscilador de reloj tomaremos que como maneja la de desplazamiento se frecuencia variable suministrado externamente, generalmente en el rango de 0 a IKHz 81 y con niveles de salida son TTL estándard. Para colocar desplazamiento, se el estado alimenta inicial éste con del registro una señal de reloj de de frecuencia lo suficientemente baja .para que permita cambiar la entrada x© entre Vcc y Gnd disponibles en el panel frontal, de acuerdo como importante se necesite anotar ya sea que si el 1 o 0 registro respectivamente. Es de alguna manera es colocado en el estado 0,...,0, los siguientes estados no pueden ser generados, por lo ! que en este caso es necesario reiniciar la secuencia 'haciendo xo-1. i Las mediante versiones retardadas la combinación de las de desplazamiento xe,...,XB que las secuencias se salidas del se conectan a las registro 2 3 4 5 6 7 8 Longitud de la secuencia N=2"-l Realimentaciones mediante suma en mod-2 a xo 3 xx y xa 7 xs xs xs xs X4 15 31 63 127 255 -4.1 A el © o u. & da. e y y y y y xa x*i xs xe xy X2,X33x-4 y xa e.o i.on© e el© lonsi-"tT-ici de compuertas or~ exclusivas. Numero . de unidades de retardo n obtienen 82 4.1 De acuerdo a la longitud que se desee generar, la tabla i muestra las conexiones adecuadas para producir las secuencias binarias de longitud máxima y que han sido obtenidas de acuerdo con la teoría desarrollada en el cap.1 y particularmente en el numeral 1.2.2 La señal de entrada al sistema salida del cambiador binarias de prueba lo suministra la de nivel como respuesta semialeatorias y cuyo nivel a las secuencias puede ser variado por medio del potenciómetro P y que va desde 0 a 7.4V de magnitud. La respuesta del sistema t binarias semialeatorias debe ser de prueba a las secuencias multiplicada como lo anotamos en el desarrollo teórico del cap.2 por +1 o -1 de acuerdo a las señales de control que semialeatorias producidas constituyen retardadas, por lo mediante las las secuencias binarias que las compuertas señales retardadas or-exclusivas se deben conectar a la señal de control del circuito multiplicador1. Por último la ser integrada y correlación señal de salida del multiplicador dividida para -cruzada, entre la .secuencias binarias, lo que en valor o componente continua, su período, salida del para debería producir la sistema y las definitiva significa obtener su Esta función la realizamos mediante un filtro pasabajo análogo, cuya frecuencia de corte i es mucho menor que la frecuencia del reloj que genera las secuencias binarias semialeatorias, con lo que al filtrar 83 obtenemos el suficiente suavizamiento de la señal, de tal manera que el proceso de integración no se hace necesario. 4.2 PRUEBAS 4.2.1 Secuencias binarias i Los ejemplos que se. siguen para la comprobación son aquellos desarrollados en la teoría del capitulo 1. Inicialménte para comprobar que sólo las realimentaciones correctas producen . secuencias binarias de hizo el arreglo de tal manera que .a la relación ; que corresponde a longitud máxima ; se la entrada de x® se colocó la fig.1.3; del ejemplo de aplicación respectivo del cap.l según se muestra en la fig.4.1 Xe> = xi £ i. fa; - -4 . 1 AiPir©elo ;paJra. "binario, ció la X3 gone ITG.G i£>n longiLtüJicL' májcime. cío oon ee oue lie • 84 Cualquiera diferente de que fue (0,0,0) y el aplicando suficientemente baja alrededor valores (xi,X2,xs) de estado inicial una que señal de de IHz que permitió cada estado, éste produjo se colocó reloj lo anotar los una secuencia de longitud igual a 7(23-1=7). De igual manera se procedió para el caso del arreglo de fig-1.4 en qué: la xe> = xs + xs. Posteriormente para el caso del mismo arreglo el estado frecuencia de reloj baja anotamos la evolución de los estados, mismos que se muestran a continuación, y con la fig.1.3 y colocando los inicial en (1,0,1), de una resultando la secuencia de la tabla siguiente, que tiene la longitud máxima. XI TTc;+a Hn J_J O W O.'^.V-' : inicial . | ¡ De i -L X2 X3 0 1 j0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 ¡ 0 1 1 igual manera para periodo o longitud del ciclo - 7 el caso de realimenbaciones inadecuadas como el caso b) de la fig.1.10 y en que xo = xa XA, se colocó'como estado inicial i a (1,1,1,1), se determinó la evolución de resultados: ' los estados, produciendo los + siguientes 85 estado inicial XX X2 X3 X4 1 -L. JL 1 1 -t, 1 -L 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 de donde podemos observar que la los estados posibles para este caso es por lo que igual a longitud = secuencia no pasa por no es de 6. todos longitud máxima, Escogiendo ahora y como estado inicial un estado que no apareció en la secuencia anterior como el caso de (0,1,0,1) obtuvimos los siguientes resultados: X2 - 0 estado inicial 0 0 0 0 1 0 1 en 0 1 0 X3 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 longitud - 6 que de nuevo obtenemos una secuencia de longitud igual a 6, y con cuyos'estados ,posibles, por lo que inicial un estado tampoco se cubre con ahora escogimos que no todos los nuevamente como fue generado en las dos anteriores como el caso de (0,1,1,0) se obtuvo: estados estado secuencias 86 XI X2 0 1 1 0 1 estado inicial- con los estados los de X4 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 longitud = 3 generados en esta secuencia estados • p'osibles unidades X3 retardo, de ser generados divididos en longitud máxima, comprobando con tres longitudes sumadas totalizan la longitud que no completamos todos este numero de secuencias, cuyas para una secuencia de todos los arreglos de realimentación producen secuencias binarias de longitud máxima, según los fundamentos 1.2.2. teóricos expuestos en el cap.l numeral : i Finalmente para el arreglo frecuencia de determinamos igual a reloj baja su anotamos las longitud, siendo 63 según la fórmula: las unidades de en que xo - retardo del esta xa. + xe con una secuencias producidas, de longitud 2S-1~633 en que 6 máxima e corresponde a registro de desplazamiento. Esta 'secuencia se utilizó posteriormente para la determinación de la respuesta impulsiva. La tabla 4,2 permite la en base a estados iniciales. obtención de versiones retardadas , Secuencias retardadas Secuencias primarias 87 X7 XI 4- "X2 xa xe X3 XX0 X4 4 xe xxx XB 4 xe XX2 Xl 4 X2 4 XS X2 + X3 X4 X13 xa. 4 xs Xx-4 X2 4 XA XX6 X3 4 XB Xxé X4 4 XB XXT XXS Xl 4- X2 • 4 X5 X2 4 X3 4 X6 xxs • XI 4 X2 4 X3 4 X-4 xe X20 X2 4 X3 4 X4 4 X2X X3 4- X4 4 X5 4 xe X0 4 X2 + X4 4 XB X22 XI 4 X3 4 XB 4 X23 X2S xi 4 XA 4- xe xx 4 xe X2 4 xe X2T XX 4 X2 4 X3 X2B X2 4 X3 4 X4 X2S X31 X3 4- X4 4 X5 X4 4 X5 4 XB XX 4 X2 4 XB 4 X32 xx 4 xs 4 xe ' X24 X26 X30 • 4- xs XB X33 .XX 4 X-4 X3-4 X2 4- X3B xs 4 xe X3B XX 4 X2 4 X4 X3Y X2 4 X3 4 XS X3S xs 4 XA 4 xe X3S XX X-40 X-41 X2 4 X3 4 XS 4 XB X42 XI 4 X3 4 X4 4 X-43 X2 4 X4 4 X6 4 X44 X0 4- X2 4 X3 4 XB 4 X2 4 X4 4 xe XO 4 X2 4 X3 4 XA X45 XX 4 X3 4 X4 4 X-4B XX 4 X4 4 XB X4T X-4S X2 4 XB 4 X6 XX 4 X2 4 X3 4 XAS 'XX 4 X3 4 X4 X60 X2 4- X4 4 XB XeX xs 4 xe + xe X52 XX 4 X2 4 X4 4 X53 XX X64 X2 4- X4 4 xe xe xs xe xe XB xe 4 X3 4 XB X5B Xx 4 X2 4 X3 4 XB xee XET xes X2 4 X3 4 X4 4 X3 4 X4 4 XB 4 xe XT X4 4 XB 4 XS 4 XB xe 4 XT X59 X3 4 X4 4 XB 4 xé0 X0 + X3 4 X-4 4 X5 X61 X82 Xx 4 X4 4 xe 4 xe xx 4- xe -1- xe xx 4 xe X63 el© versiones . ' 88 4.2.2 Determinación de la respuesta impulsiva. i Algunas consideraciones de tomar en cuenta para orden numérico son encontrar la relación necesarias de magnitud entre RiasCt) y h(t) . , De la formula 2.25 en que: V2.ct.h(T) . se al debe considerar que el valor -experimental de Ri^ obtenido multiplicar la respuesta binarias semialeatorias por del sistema a ±1 y no las secuencias por ±V, hace que fórmula anterior de la siguiente manera: V.a.h(T) 4.1 o lo que es lo' mismo: ' V.h(T)/f 4.2 donde f es la frecuencia de reloj, de aquí que: h(t) « RiaB(t)/V.a La implement ación determinación de * del la respuesta método 4,3 de correlación ' para impulsiva, se realisó bajo la el : fe '89 esquema mostrado en la fig.4.2, orden, considerando que casos son suficientes de sistemas los resultados y se 1,2, y obtenidos para S13** estos pueden aplicar para la generalidad lineales. PRBS ) Urudí d 3o rr para sistemas de rn EZegí stv-o Ae. t)esp lOTfcclTllteVlTo U n í Saiq ae S-- ma c^. \ -z. ; *=Stf>teYr»«a bajo X 4.2.2.1 Sistema de primer orden Se escogió el sistema cuya función de transferencia es H(s) = S+10 que en el computador análogo fue implementado como se muestra en la fig.4.3 Para la prueba se determinó como adecuado el valor de voltaje igual a 2V, la longitud de la secuencia de 63 producida por 6 unidades de. retardo, y una frecuencia de reloj de 100Hz 90 de tal maner^ que el periodo de una secuencia sea mayor que el tiempo de establecimiento del sistema. -o el© El filtro pasabajos utilizado obedece or-cl-an a la siguiente función de transferencia: F(s) = y su implementación en el computador análogo se muestra en la fig.4.4 o -O ;psie:e/ba;j os Los insultados obtenidos se muestran en la tabla 4.3,, la representación de la respuesta impulsiva teórica con la Tabla 1.3 SISTEhfl DE PRIHER ORDEN í=100Hz,U=2,K=f/U=5Q lempo Teórico Experimental DC O f f s e t CU] [5] RJLAÜ) CnU3 K . R > * C O CU 3 CU] 0.01 1.52 70.2 3.51 . 3.01 1.09 61.5 0.02 3.08 1.02 0.03 •3.70 53.1 1.03 2.67 0.01 3.35 15.3 2.27 . 3.09 0.05 O.Otí 0.07 0.08 0.09 0. 1 0. 11 0.12 0. 33 0. 11 0. 15 0. 16 0.17 39.5 33.8 '3.03 '2.71 2.18 2.25 2.03 '3.81 28.3 23.3 19.7 15.6 12 8.3 . 6.1 3. 1 0.6 -1.5 -3.3 -5.5 -6.8 0.18 1.66 1.51 1.36 3.23 1. 12 1.01 0.91 0.83 0.19 0.75 0.2 0.68 0.61 0.55 -9.6 -10.5 0.50 -31.3 0.15 ,0.28 -12.8 -13.8 -11.3 -15.1 -15.9 -16.1 0.25 -16.9 0.23 0.22 0.23 0.21 0.25 0.26 0.27 0.28 0.29 0.3 0.31 0.32 0.33 0.31 0.35 0.36 0.37 0.38 0.39 0.1 0.11 0.12 0.13 0.11 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19 0.5 0.51 0.52 0.53 0.51 -7.3 0.11 0.37 0.31 0.30 0.23 0.20 • -17.3 -18.1 -18.5 0. 18 0.17 0.15 0.11 0. 12 0.11 0. 10 0.09 0.08 .0.07 -18.9 -39.2 -13.9 -20. 1 -20.6 -20.7 0.07 0.06 0.06 0.05 0.05 0.01 '0.01 .0.03 0.03 p.03 0.02 0.02 0.02 • -20..9 -20.9 -21.3 -21.1 -21.2 -21 -21.2 -23.5 -21.3 -21.1 -23.9 -21.3 -21.9 -21.9 -21.7 1.98 3.06 1.69 3.05 1.07 1.08 . 1.05 1.12 1.17 0.99 0.78 0.60 0.12 0.31 0.36 0.03 -0.08 1.06 1.06 1.09 1.06 1.08 3.09 3.08 -0. 17 3.08 -0.28 -0.31 -0.10 -0.18 -0.53 -0.60 -0.61 -0.63 -0,72 -0.76 -0.80 3.10 1.09 3.07 3.09 1.08 -0.82 -0.85 -0.87 -0.91 -0.93 -0.35 -0,96 -0,93 -1.03 -1.03 -1.01 -1.05 -1.05 -1.07 -1.07 -1.06 -1.05 -1.06 -1.08 -1.07 -1.07 -1.10 -1.07 -1.30 -1.10 1.10 1.09 1.10 1.03 1.09 1. 10 1.10 1.09 3.09 1. U 1. 11 1.10 1. 10 1. 12 1.12 1.13 1. 33 1. 33 3. 12 1.13 1. 13 3.12 1. 10 1. 11 1.12 1.10 1.10 1. 13 -1.09 1.09 3. 12 1.12 3.13 -21.6 -1.08 1.10 0.57 0.58 0.59 p.02 0.02 0.02 0.01 -21.6 -21.9 -1.08 1. 30 1.11 0.6 0.01 -22. 1 -1. 31 0.61 0.62 0.63 0.01 -22 0.01 0.01 -22.2 -1. 10 -1.11 0.55 0.56 -1.10 3.12 1. 31 3. 12 91 SISTEMA DE P R I M E R ORDEN N = 63, f=100Hz, 92 V = 2V y(t)[V] O 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 tiempo[s] fig.4.5 Respuesta impulsiva a)teórica b)experimental SISTEMA DE PRIMER ORDEN 93 N=63, f=100Hz, V=2V y(t)[V] : O O 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 O.G tiempo[s] fig.4.6 Respuesta impulsiva a)teórica b)experimental compensada en DC 94. experimental se impulsiva muestra teórica en con la fig.4.5, y la experimental de la compensada respuesta en DC se muestra en la fig.4.6 4.2.2.2 Sistema de segundo orden Para el caso del sistema de segundo orden se escogió el sistema cuya función de transferencia es: 25 H(s) = y su implementación en fig.4.7 el computador análogo se muestra en la : £ i S . -4 . 7" el© segumcio el voltaje también se hizo de 2V, y la frecuencia de 100Ha. Los resultados obtenidos se muestran en la tabla ¿1.4. Una representación de la respuesta impulsiva teórica y la Tabla 4.4 SISTEHfi DE SEGUNDO ORDEN í=100Hz, U=2, K=Í/U=5Q Teórico Tienpo Experimental DC O í f s f Cs] 0.01 0.02 0.03 0.0-1 0.05 0.06 0.0? CU 3 0.240.45 0.62 0,7? Rv^COCríiU] -3.5 0.6 1.5 0.88 9.8 13.3 12.4 7.7 0.97 3.02 1.04 0.08 0.09 0. 1 0. 13 1.04 1.01 0.96 13 13 32.3 31.2 0.89 0.81 0.71 0.61 9.7 8.3 6.4 4.3 0.18' 0.19 0.2 0.51 0.4 0.29 0.19 0.09 2. 1 0 -2. 1 -1.2 -6.3 0.21 0 _Q o 0.12 0.13 0,14 0. 15 0.16 0.17 0.22 . -0.22 -0.27 -0.31 -0.34 -0.36 0.33 -0.1 0.43 : 0.62 0.63 -7.4 -7.1 -6.7 -6.3 -5,7 -5.1 -5.3 0.03 0,06 0.41, 0.45, 0,46 0.57 0.58. 0.59' 0.6: 0.6Í -13.6 -13.1 -32.4 -31.7 .-10.8 -10.7 -9.8 -9.2 -8.5 -0.06 -0.03 • 0 0.41 0.42' 0.56, -31.7 -14.8 -14.9 -14.9 -1-1.8 -11.4 -0.35 -0.34 -0.31 -0.28 -0.25 -0.21 -0. 18 -0.14 0.34 0.35 0.36 0.37 0.38 0.33 0.4 0.48 0.49 0.5 0,51 0.52 0.53 0.51 0.55 -14.1 . -Q.36 -0.37 0.31: 0.32 0.47: -9.7 -11 -12.3 -13.2 -0.09 -0.16 0.23 0.24 0.25 0.26 0.2? 0.28 0.29 0.3' 0.08 o.-i . 0.11 0.12 0. 13 0.13 0. 13 -5 -5 -5.3 -5.4 0.32 0.12 0.11 -5.9 -5.9 -6 0. 1 0.09 0.07 0.06 -6.3 • -6.5 ~6.7 K.l3JL-ÍÜ) CU] -0.18 0.03 0.23 0.39 0.49 0.5? 0.62 0.65 0.65 0.62 0.56 0.49 0.12 0.32 0.22 0.13 0.00 -0. 11 -0.21 -0.32 -0.40 -0.19 -0.55 -0.62 -0.66 -0.73 -0.71 -0.74 -0.75 -0.75 -0.74 -0.72 -0.68 -0.66 -0.62 -0.59 -0.54 -0.54 -0.49 -0.46 -0.43 -0.3? -0.36 -0.34 -0.32 -0.29 -0.27 -0.27 -0.25 -0.25 -0.27 -0.27 -0.30 -0.30 -0.30 -0.32 . -0.33 -0.34 [U] 0.42 0.42 0.40 0.39 0.39 0.10 0.10 0.39 0.39 0.10 0.10 0.410.40 0.39 0.40 0.41 0.40' 0.40 0.40 0.41 0.40 0.40 0.33 0.40 0.39 0.40 0.10 0.38 0.38 0.39 0.39 0.38 0.37 0.38 0.37 0.38 0.36 0.39 0.39 0.40 0.10 0.37 0.39 0.10 0.40 0.39 0.38 0.39 0.38 • 0.38 0.-10 0.39 0.42 0.13 0.10 0.13 0.10 0.10 0.05 O.D3 ~7 0.02 -7.3 -0.35 -0.37 0.01 0 -7.6 -7.3 -0.38 -0.37 Ü.38 0.39 0.39 0.37 95 SISTEMA-DESEGUNDO ORDEN ' N=63, f=100Hz, V = 2V y(t)[v] 1 .5 0.5 -0.5 - 0.01 0.060.11 0. 1 6 0 . 2 1 0.26 0.31 O. 36 0.41 0.460.51 0.560.61 tiempo[s] fig.4.8 Respuesta impulsiva a)teórica y b)experimental SISTEMA DESEGUNDO O R D E N 97 N = G3, f=100Hz, V = 2V y(t)[V] 1 .2 0.8 - 0.6 0.4 -, O .2 -0.2 -0.4 - -0.6 O.OÍ 0.060.11 0.160.21 0.26-0.31 0. 36 0.41 0.460.51 0,560.61 tiempo[s] fig.4.9 Respuesta impulsiva a)teórica y b)experimental compensada en DC 98 experimental i representación se muestra de la en la respuesta fig.4.8, impulsiva asi como teórica y la la experimental compensada en DC se muestra en la fig.4.9 4_2_2.3 Sistema de tercer orden Para el caso del sistema de tercer orden se escogió el sistema cuya función de transferencia es: 100 H(s) = s3-h!0s2+216s+400 y su implementación en el computador análogo se muestra en la fig.4.10 O- Z\O 12. 2.-Z. Sle-Csrna. el e el voltaje también se hizo de 2V, y la frecuencia de 5011: Los resultados obtenidos se muestran en la tabla 4.5. Una Tienpo ' Lsl 0.02 0.01 0,06 0.08 0.10 0. 12 0.31 0.36 0.18 0.20 0.22 0.24 0.26 0.28 0.30 0.32 • 0.31 0.36 0.38 0.10 0.12 . 0.11 ' 0.16 0.18 ' : ' . ' ' • | ! ' • ' o.50 ; 0.52 ! 0.51 0.56 0.58 0.60 0.62 D.61 0.66 : 0.68 i 0.70 ; 0.72 ; 0.71 0.76 : D.7B 0.80 0.82 0.84 0.86 0.88 0.90 0.92 0.91 0.96 0.98 I. 00 1.02 1.01 1.06 3.08 1.101.12; 1.14' 1.16 1. 18 1.20 1.22, 1.21 1.26 Teórico Experimental ünin R í a C t H n U ] K.R ^COCnU] 18.60 -0.33 -8.25 68.31 1.66 11.53 133.60 1.51 113.12 222.62 7.97 399.27 308.23 11.18 286.31 11.69 388.71 367.26 457.56 17.52 137.97 19.61 510.37 190.33 514.55 521.71 20.87 559.29 21.39 531 .'83 555.38 21.28 531.98 . 534.30 20.35 508.67 500.88 18.93 173.23 456.93 17. 15 128.69 406.83 15.11 377.83 354.51 12.38 321 . 53 303. 19 10.91 272.66 9.01 255.73 225.21 214.18 7.33 383.32 180.69 6.01 150. 16 155. 12 4.97 124.27 137.79 1.21 106.08 128. 12 v 3.85 96.35 125. 10 94.25 3.77 127.10 3.90 97.12 333.50 1.18 101.58 141.87 4.51 112.81 151.01 4.87 121.70 159.75 . 5.24 131.01 166.91 5.53 137.87 5.70 171.86 142.38 5.80 171.06 115.05 173.35 5.70 112.38 169.83 5.56 139.03 163.77 5.31 332.73 155.63 4.97 121.28 1.53 115.97 113.31 135.36 1.18 101.17 3.75 121.42 93.68 113,66 3.11 85. 13 103.56 2.90 72.55 .31.17 2.57 61.11 . 86.63 2.25 56.36 80. 15 50.13 2.01 75.06. 41.63 .1.79 71.28 1.64 11.07 68.66 3.47 36.80 66.97 1.43 35.81 1.33 33.33 66.00 1.33 65.50 33.33 65.23 1.34 33.53 64.98 31.65 1.27 61.58 30.30 1.24 63.90 1.20 29.92 62.87 1.16 29.06 61.13 53.61 1.02 25.51 57.13 0.36 21. 11 51.96 0.83 ' 20.80 0.76 18.99 52.23 19.50 0.65 16.25 46.69 0.57 14.32 13.91 0.18 12.03 DC O f f s e t CU] 26.85 26.81 26. 18 23.35 21.38 . 21.15 19.59 20.06 22.81 21.17 23.10 26.23 27.65 28.24 23.07 29.92 30.53 30.55 31. 16 30.53 30.85 31.72 31.77 30.85 23.90 28.Í12 29.06 . 29.31 28.71 29.07 29.18 29.01 30.97 30.81 31.05 31.36 32.66 30.83 30.74 28.53 31.01 30.33 30.27 30.03 30.43 30.21 31.86 31.16 32.67 32.17 31.71 33.33 33.68 33.98 '33.81 31. 10 33.32 31.16 33.30 33.25 32.37 31.31 99 SISTEMA DE TERCER ORDEN N=63, f=50Hz, V=2V 100 y.(t)[mV] 600 500 400 300 200 100 -100 O 0,1 0.2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 . Tiempo[s 1 fia.4.11 Respuesta impulsiva aKeórica v ^experimental ' N=63, f=50Hz, V = 2V 101 y(t)[mv; 600 500 400 300 200 100 O 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 Tiempo[s] fig.4.12 Respuesta impulsiva a)teórica y , blexoeimental compensada en DC 102 representación experimental de. la se representación respuesta muestra de la en impulsiva la fig.4.11, respuesta impulsiva teórica así y como teórica la la y la experimental compensada en DC se muestra en la fig.4.12 4.3 ANÁLISIS DE RESULTADOS Las binarias pruebas realizadas para - la generación semialeatorias de longitud máxima., de secuencias asi como la obtención de versiones retardadas de estas secuencias verifican que el desarrollo teórico presentado en el cap.l es correcto. Los resultados obtenidos de la correlación cruzada Ri^ multiplicada por la constante K~l/V.a de acuerdo con la formula 4.3 en que h( t )=Ris(t )/V . a se con los valores teóricos de graficaron y fueron comparada las respuestas impulsivas para los sistemas de 1,2,3®^ orden como se muestran en las fig 4,5, 4.8r 4.11 respectivamente, de prácticamente¡ iguales5 donde con la experimentales se encuentran se explica secuencias si tomamos en binarias podemos ver que diferencia de que con un DC offset; cuenta que semialeatorias estas son las curvas esta condición la autocorrelación como se muesbra de en la fig.2.10 produce una señal aproximada a un impulso pero con una componente DC, la cual puede ser disminuida conforme incremente el valor de la longitud de la secuencia M. se 103 Para poder compensado realizar una comparación en'DC las curvas experimentales valor final o \e establecimiento mas precisa se ha en la magnitud del de estas (DC offset) y las gráficas se muestran en las figuras: 4.6, 4.9, 4.12 en donde i podemos ver que las señales prácticamente coinciden, y por lo tanto la obtención lineales por medio de la respuesta impulsiva de este método de de sistemas correlación queda perfectamente justificada. 4.4 RECOMENDACIONES Y CONCLUSIONES 4.4-1 Recomendaciones Es importante escoger la frecuencia de reloj generación de secuencias binarias semialeatorias que el período de esta secuencia Te-N. el tiempo de establecimiento Te del para 3a de tal manera sea un poco mayor que sistema , para que bodas las entradas ocurridas en el pasado para tiempos menores que T^ que tienen efecto en la salida presente sean además para que todas las consideradas; y características dinámicas puedan ser perfectamente determinadas. i La amplitud de las valores' bajos, que secuencias de +/-V debe ser no produzcan disturbios en fijada en las plantas, preservando la linealidad de estas. El valor del período de oscilación del reloj de las 104 secuencias debe ser colocado en permita una buena resolución lo posible en un valor que en la'evaluación de la respuesta el DC impulsiva . Si se desea disminuir impulsiva experimental, se secuencia de la respuesta debe incrementar la longitud de la N, .lo que significa aumentar las unidades de re bardo del registro de en offset desplazamiento, asi como las mod-2(compuertas or-exclusivas) para unidades de suma la generac ion de versiones retardadas. Es importante recordar que este método de es aplicable .^ara sistemas no cor^relaci ón no lineales, condición que se debe evitar para no cometer errores de interpretación. 4-4.2 Conclusiones La autocorrelación s'emialeatorias, de efectivamente las se características similares a las del pueden como ser utilizadas determinación de la con las ventajas comportan binarias o .poseen ruido blanco, por señal de prueba respuesta impulsiva de sistemas de que: puede versiones retardadas seciiencias lo que para lineales, ser generada fácilmente , son fáciles de la sus obtener mediante unidades de suma en mod—2, el experimento es repetible etc. c, El método de determinación de la respuesta impulsiva de sistemas lineales sistemas ruidosos, externo, es es muy útil en el crual el prácticamente sobre todo para ruido ya sea eliminado correlación. Este método posee varias en el caso de este interno o el proceso cíe ventajas sobre los otros métodos convencionales, como son la. respuesta de frecuencia, en i algunos casos en donde el ruido prácticamente barre con la señal de respuesta del sistema, etc, El elementos módulo que construido no son utiliza bastante resultados bastante confiables, circuitos precisos , sencillos y obteniéndose si acó MSI 'DM54/DM74164,.L164A,\LS164 8-Bit Serial In/Parallel Out Shift Registers ¡General Description . .. - : ; . . -. . HlECtS. • 1 OG 7 } OF OE OB °c 3 o» SCR'Al »(PLTrS . . . .'-• Galed (enable/dísabla) Beríal Ínputs » Fully buffered clock and serial inpula •• Asynchronous clear . Typlcnl Power DlE5Íp 185mW 30 mW -BOmW . -.-Typlcfll Clock FrequBncy 36 MHz •11 MHz 3G MHr Type 164 L164A -LS164 .. • Timing Diagram Connection Diagram OH ... . Features •• í, :. fhese 0-bÍl shifl reoíslers (ealure peted serial írtputs ond •|i ssynchrofious clear. A low logic level al eilher inpul ¡nK'bits entry o) the new déla, and resels the fírsl (Hp'-flop lo l^e low level at the next clock .pulse, thus providinrj com[tplc control overincomingí data. A high logiclevel on ellher .-pul enables the olher fnpul, which will ihen delermíne the tiiic oí the first fl¡p-Ilop. Dala ai the serial inputs muy be fM»n0ed whJIe Ihe clock ís hioh or low, bul only iníormaliort T-ecling tho setup requirements will be enlered. Clockinp «curs on the low-lo-hiíjh level Iransltion of Ihe clock rnput. minpuls are díode-clamped lo mínimííB trnnsmissIon-IinB CLEAR CLOCK 5 6 7 °o OUTPUTS I ¡54164 (J,W) 54L1B4A (J,W) 54LS164 (J.W) 74164 (N) 74L164A{N) 74LS164 (rJ) . -ogic Diagram : ¿ R < • CLOCK S • R s 3) oA H ofl < •CLOCK 0* A A A 0A -c 0C •CLOCK H A -C • CLOCK 0D s , , oB 0c n OD < • CLOCK s oD a) c0 A Jl R OE -< (i , oE A n 5fi < • CLOCK • CLOCf, Is OH n 3r s or 11 1) or o,. •C cirx> oG s i rj oo OH 1 lJ OH Hlgh Lavol Oulpul Currenl 'OH VOH . Low Level Oulput Voltage Inpul Currenl al Máximum . VOH 'i Low Level Inpul Current Shorl Circuit OUtpul Curren! Supoly Currenl IIL 'os 'ce _. Min l| - -18 mA Ij = - 1 2 mA 3.2 • . V CC = Max (3) 37 . 54 -27.5 -27.5 —9 DM54 DM74 -1.6 Olhor V| =• 0.4 V. Olhers -1.6 Clear All 40 40 Clear Otrier All Olher Clear DM74 -10 -3 -3 -9 6 9 -15 -15 -0.18 _-0.35 10 20 0.1 0.2 . -20 -20 2.7 •2.5 2 Min ' 15 0.25 0.35 0.25 3.4 0.4 -- Typd) LS164 DM54/74 27 -100 -100 -0.4 -0.4 20 ' 0.1 0.4 0.5 0.4 a 4 -40O -1.5 0.8 o.a Max " - í mA MA mA 1 ^,- ' V '-•" [ -mAÍ. V nA V -v V UnMs '.'. -i f; •: -• =.-T"£- - írí- .^ •'a*' "*"-• • " * • . . ' • .-•' • gj -9 0.4 l i 0.3 0.4 0.2 ' 0.2 : 0.4 DM74 3.6 .DM54 2 -200 Q 2.4 2.4 8 •0.2 -400 DM74 2.4 2> N/A - 0.7 0.7 Max DM54 DMN DM54 -1.5 O.fl 2 L164A Typ(l) Min , DM54/74 Mai DM74 ' 16d Typ(1) o.a 2 Min DM54/7-1 DM54 : V| = 0.3 V. L 1 6 4 A V! = 2.7 V V, = ; v IOL = 4 mA v oc .M.,o, VGC = Max VCG = Max V,H = 2 V VIL = Max VCG 3 Wín V|L = Max. IQH = Max Vcc Conditlons , over recammonded operaling Iree-air lemperalure range (untesa othenvtee notod) Main 1: All lyoicul v/ilu-s *t* *l V cc - 5 V, T A -* 35'C. Molí 3¡ Uol mo'9 than ontt oulpul shoufd bfl snoiHd ni H (im?, ind lor OM5^LS/7-'L5 dufution <jt ihoM ciicuÜ ihoald nol e*ce«d ont atcond. Nnl« 3: 'ce " ""«""«"tí ""'" oulouls ODBI. jerul inouls orouní-d. thi- clocV inpul "I 2.-Í V. anrt .1 morn-ti|,n' ímund. tn^n -t.S V. apolied lo clmr. High Levcl Inpul Currenl IIH Input Vollage Low Leve! Oulpul Currenl <OL t High Level Oulpul Voltaje Input Ctamp Voltnge .ow Levol Inpul Vollaga •iigh Levcl Inpul Vollaqe : vi VIH VIL P.r.ra.Ur CnaraCtSristlCS 05 f- O) r _L o> A O A -x oí O s Jfc- Clock Input Data HoldTims Dala Selup Time Inpul Pulse Widlh of Clock or Clear Ffom Clock Inpul Truth Table • High'lrj-Low Level Oulpuls Propagation Oelay Time. =rom X X H L X X L L H H H H X X H X L B I } L °B 0 An OAO °An L i- O*n. rjQn •> I^r lo*"l oí Ot O< Cr¡ btlori Ih» moil IÍCP; «rf M»Jdy-ll.ilp' inpul condidoni •«r'i ••Matllish-d. j - It.ínMlion lujn "i-» Ii mqn I-y-l OH °Gn oGn Q Gn OHO L 20 40 90 50 75 :. 14- •• -5 • Typ ' L164A 20 60 6 Mtn 40 37 32 30 . 27 42 36 Max 5 • H X ' üon I CaM (iny inDul. «ncl-jd'-7 li/iní't'onsí 21 20 17 28 24 36 '- - "25 OutpUts -• 164 Typ DM54/74 15 = 20 QAO OBO L QA ' 10 10 io 8 25 MIn OM54/74 H - HiQh Lnv^I íil««dy jlut-l. L ' Ll* L«v«l (j|?ady ili 1 1 i A Clock Claar Inpula . • .' CL =-50 pF CL=Í5PF' CL = 50 pF CL = is pF 'ropagallon Delay Time. Lo\v-to-High Level OUIpulg R L - 4 Wllor IhaLlSJA CL = 50 pF -rom Clear Input IRECOVERY Clear IHOLD 1SETUP 'w . 'PHL 'PLH CL = is PF Propagalion Oelay Time. •)Ígh"to-LoW Leval Oulpuls 'PHL RL!- 60011 (orlhe 164 CL- = is pF Condltlons Máximum Clock Frequency v cc - P 'MAX Parameter • ' Swifching Characíenstícs 135 as 120 Max - • ns ns .; ?• C" ns - •w - r. ría ','; ns MHI ;: Uní ts -•_ 30 - 40 32 30 27 45 38 • •i;' Max ns '' 28 21 20 17 30 24 ' 36 Typ LSI 64 5 15 20 " -25 MIn DM54/74 tfí Oí r _i O) A A ^ o S -j Oí S o A4 (COnt'd) (Máximum Ratings at TC = 25°C Unless Otherwise Noted) Colloctor To Base Volts Descrlptlon and AppIIcntlon ECO Typ* ECG107 BV C B O Colloctor To Emltter Volts Bnse to Emltter Volts ' BV E BO BV CEO NPN-S1, UHF/VHFAmp, Ose, 35 - . Mix, IF Amp 35 5 NPN-SÍ, RF/IF/V¡deo Amp, Oac, MU, VHF/UHF 30 15' 2 ECG121 EC0121MP- PNP-Ge, AF Pwr Output 65- 45(CER) 15 ECG123 ^PN-SÍ, AF Preamp, Drivsr Video Amp, Sync Sep BO . 30 5 NPN-Si, AF/RF Amp, Sw 75 . ECGIOfl , ECG123A Mnx, - t Collactor Currnnt 'c Arnpn 50 mA • 50 mA Mnx, Dovlco Ots.-i. P D Wntts 250 TA-*25°C) .600 Ffnq. In MHí CimnrU Gflln 't hFE Pfic Cn*o 800 mln ?o typ TO-92 800 min 20 min TO-92 22KH*# 80 typ TO-3 250 150 typ TO-39 300 200 typ TO-18 300 200 IYP TO-92 TA-2B"C] 7.0 30 8 800 TA^?.5"C) 40 6 8 500 TA-=25"C) ECG123AP NPN-SÍ, AF/RF Amp, Driver (Compl to ECG159) - v 40 75 6 - .6 '—' .500 TA = 25°C) NPN-Si, HV Audio Pwr Output 300 300 5 .150 20 PNP-Go, RF/IF Amp, Ose, Mix 15 15 3 50 mA 300 mW 250 (TA = 25°C1 ECG127 PNP-Ge, Horiz. & Vert Defl, Pwr Output 320 320 (CES) 2 10 40 ECG128 NPN-SÍ, AF Prearnp, Driver, Output, Vídoo Amp (Compl to ECG129) 120 80 7 1 1 NPN-Si, Gon Purp Amp, Sw (Compl to ECG129P) 100 80 7 1 90 80 7 1 ECG12-1 .ECG126A ECG128P PNP-Si, AF Preamp, Driver, Output, Video Amp (Compl to ECG128) ECG129MCP Matched Compl Pair-Contains one ench ECG128 (NPNÍ and ECG129 (PNP) 30 100 lyp TO-6G 40 IYP TO-1B 1 15 min TO-3 120 90 min 7Í3ÉT 1 íoo roTmTtT TÓÍ37 i 120 90 min TO-3Í) (TA = 25°c] ECG123 |TA*-25"C) ECG129P PNP-S1, Gon Purp Amp, Sw (Compl to ECG12SP) 80 80 7 1 1 150 100 min TO-23 ECG130 EC0130MP' NPN-Si, AF Pwr Amp (Compl to ECG219] 100 60 7 15 115 .800 40 lyp TO-3 ECG131 ECG131MP* PNP-Ge, AF Pwr Output i Compl to ECG155) 32 . 20 10 3 peak 6 (TC'63"C) 1 110 typ TC-9 ECG152 ECQ162MP; NPN-Si, AF Pwr Output • (Compl to ECG153I 60 60 5 7 50 10 CO typ TO-22 5 7 50 10 60 typ TO-22 7 .5 1.0 •10 60 lyp • PNP-Si, AF Pwroutput (Compl to ECG152) EC01B3MCP Matched Compl Pair-Contains onsoach ECG152(NPNI and ECG153 (PNP) . ECG153 JECGIM .V • NPN-Si, Video Output Amp 60 60 - ' ' i 300 300 (TA = 25°CI 7.0 ITc = 25nC) _... _ 1 ECG1G5 ' ' I ÑPN-Ge, AF Pwr Amp • | (Compl to ECG131) 32 20 . 10 3 peak 1 • TO-39 10 typ TC-9 ECG157 NPN-Si, HV AF Pwr Amp (Compl to ECG39) 300 300 3 .5 20,8 10 30 mln TO-12 ECG158 PNP-G0, AF Pwr Amp 32 i 32 10 1 1.6 1.5 90 typ TO-1 PNP-Si, AF Premp, Driver, SW (Compl to ECG123AP) ' Matchod Compl Pair-Contains ono each ECG123AP (NPN) and ECG159 (PNP) 80 ' 80 5 ' 1 ,600 200 180 typ TO-9 400 20 typ TO-7 60 typ TO77 .ECQ1G9 • I ECQ159MCP ECG16Q 1ECG181 ITA-^C PNP-Ge, RF/lFAmp, Ose, Mix 30 20 ICES) 45 45 (CES) NPN-Si, Video IF Amp .5 10 mA ,200 ITA=25°C 1 4.5 50 mA .130 (TA = 25"C " sob" ] A5 Discrete LED Indicators Typlcnl Vlewlnp Anejín Dogrnofi Typlcftl .umlnoui IntftnsltY MCD 80 80 1.4 4 40 80 80 1.0 4 5.0 35 105 80 1.0 2 2.20 5.0 35 105 80 1.0 2 Red 1.60 5.0 35 105 25 2.0 2 Red 1.68 5.0 50 100 70 2,5 4 Bright Red 2.00 5.0 35 105 90 5.0 2 Orange 2.00 5.0 35 105 90 5.0 2 ECG3010 Groen 2.20 5.0 35 105 90 1.0 2 ECG3011 . Yellow 2.10 5.0 35 105 90 3.0 2 ECQ3012A Difíused Red 2.20 4.0 25 70 30 3,5 4 Clear Red Jewel 2.80 4.0 25 70 30 3.5 4 ECG3014 Diffused Green 2.15 4.0 45 125 35 3.0 2 ECG3015 Clonr Creen Jowel 2.15 4.0 45 125 25 1.8 2 Red or Green 2.10 4.0 25 75 90 .6 2 ECO Typo Duscrlptlon/AppllcRtlon ECG3000 ECG3001 ECG3002 i ECG3003 ECG3004 Diagnostic or Indicator Lights in LowPowor/Low Current Environments, MOS Compatible ECG3007 ECG3008 ECG3009 ECG3013A General Purpose Indicators, Developmental Projects, Breadb'oards Panel Circuit Indícators, Low Orive . Two Color Panel Circuit Indicator ECG3018 Instruments, Printed Circuit Board Indicators, Boardmounted Panol Display ECG3020 ECG3021 1 '. ÉCG3016 ECG3019 ÉCG3022 ECG3023 ECG3024 Forwnrd Voltagn VFIV) nóveme Voltnge VR (V) Clear Red 1.65 5.0 40 '1.65 5.0 -lear Yellow 2.10 Clear Green :looded Indlcator Lights, Diagnostic and Panel Displays, Prlnted Circuit Board Indicators, Mlniature Low Profile Package Mnx DC Forword Current iFlmA) - Vlowod Color Red Máximum Power Dhfi. PD (mWl Qty P«r Pkg 1.65 5.0 100 180 • 90 1.6 2 Soft Red 1.65 5.0 100 180 GO 3.0 2 Flooded Red 1.70 5.0 100 180 80 1.6 2- Yellow 2.10 5.0 35 105 65 6.0 2* Industrial Systems, Softing Machines, Assembly Equiment, Vending Machines, Bright Red •2.00 5.0 35 105 65 6.0 2- High Intenaity Indicators in Four Colors 1• • " . . . Orange 2.00 5.0 35 105 65 6.0 2» Difíused Green 2.20 5.0 35 105 65 1.5 2- Computers, General Purpose Indicators, Instruments, Test Systems, Mini- and Soft Red • Fig. P8 i ECG3020 - Red ECG3021 - Yal ECG3022- Red ECG3023 - Orn ECG3024- Grn .200" • . V7 •""N \í -SEAT1HC . PLAÑE \f —rr-' — r .c 40' Ernnl .BOO" i .075" . ] —i- .loo" U. . i: I; 3; 4: Inpul Cutfunl a| M»*'mum Inpul Vollaoa Hian Lovel Inpul Curren! 'i IIH Mol. No|. Noli Nol» 'CCL 'CCH 'os .. l| - -iBmA. l[ » -12 mA . . . VGC - M« w V cc = Max (2) V CC - Max V CC - Max VCG • ««* VIH » 2 V V1L - Man VCC--MIH V| -0.5 V V! * 0.4 V . V| - 0.3 V V, - 2.7 V Vj - 2.4 V Vt » 7 V V, - 5.5 V IOL * •* mA 'OL " Ma* V¡L * Max. !QH = Max VGC - MÍ". VIH = 2v VCG * WÍÍ1 • ConOltlon» 30 26 30 DM7-* -Id -20 0.2 DM54 OM74 DM54 DM74 DM7A M!n -3 -3 a. a 2.2 2.2 0.2 n.58 4.4 4.4 -15 -15 -0.36 20 0.2 0.4 0.3 -20 -20 2.7 2.5 2 n oí snon Cifcuil snould nol ««c««0 one sucona. 57 50 43 -55 -55 -1.6 40 ! 0.4 0.15 0.4 DM5 4 0.2 2 -200 N/A N/A 0.7 0.7 M*i 3.6 3.2 3.3 Typ(l) 16 2.4 2.4 2 Uln 16 3.4 3.4 -aoo -1.5 o.a o.a Mix DM74 2.4 2.4 2 Typdl 6.1 6.1 0.25 0.35 0.25 3.4 3.4 Typ(1) L06 86 DM5-* DM74 OM5í DM7-* DM54 Mln DMSt/74 LS86, LS386 DM54/74 DW54/74 over racommanded operaiiíiQ írae-aír temperature range (unloas olherwiso notad). Al! lypiMl valuHS ira H V C C * s v- U " 35'cflol mota injn on« oulpul snould bu modeú Jl i Urna, ¿na loi OMS41.S/BM7ÍLS dnd OW54S/CM74S. >QQ)| i" m(.4»uiuo *>lfi all ou|pul> opon, onu inpu) oí «ncfi 7J|u di -4.5 V, Jnd ln« om*i mpjli yiounaíití ICCL " rn^niuioa *nn Jll oulDut» noen ano dlt inpy(a j| 4 5 V Supply Cuírunl. Atl Oulpuls Low Supply Curconi, AllOutputa High Sfion Circuit Oulpul Cütisni Low Líval Inpul Curren! Low Leva! Oulpul Vollaga VOL »1L Low Laval Oulpul Cunenl "OL Hign Level Oulpul Vollaoa ^gh Uevel 'Oulpul Cüffent 'OH VOH .ow Levo) Inpul Vollaga •ligh Leve) Inpul Vollaoi npul Clamp Vallao» . vi VIL' VIH- p»f»m«i"f Eléctrica! CharaCtoríStlCS tir SBo 10 10 -IDO -100 -0.6 JO 0.2 QA O.S 0.4 -40 SO Ü5 75 50 50 -100 -100 -2 •' 50 1 0.5 0.5 20 -1000 -1.2 0.8 o.a Man 20 35 3.4 3.4 . TVptn B -40 2.7 2.5 2 Mío 4 -400 -1.5 O.fl 0.8 Max DM54774 : mA mA mA mA wA mA V mA V 1 ! M • v V V UnlU - • i - . !: • j LS86 LS386 ¿i* LS386 7 10 .! ' i .' • , , r 9 14 14 9 9 ' CL = so pF Other Inpul Low RL = aso n Other Inpul High S86 9 6:5 10.5 • 7 .,:'. 7 10 6.5 10.5 10 í Other Input High 15 14 CL = is pF Other Inpul Low i ;••."-• .PL ='2aon Other Input High HL = 2 kti .23 15 Other Input Low CL = 50 pF 6 10 10 • 13 13 10 10 15 21 12 17 15 21 12 14 7 15 23 ID 10 . 15 17 6 60 60 22 17 Max 10 18 '•• • • - 18 35 21 13- 11 Typ 12 Olher Input High Other Inpul Low -- 12 60 60 Min CL = is pF Other fnpul Low HL = 2 itn Other Input High RL = 2 kfl CL = 50 pF CL='15pF Olher Inpuí Low RL -..2 Kfl Other Input High 25 -37 Other Input High Othar Input Low RL = 4 kti CL - 50 pF 30 18 Max ' 23 Typ 15 Mln Cl_ = 15 pF Other Input Low RL = 400 n Other Inpul High Conditlona ÍPHLÍns) Propagatlon Delay Tima, Hlgh-To-Low Leva! Oulput S86 *;-r "¡vr.; j :-•• M -..-.i' (: usas rf.M . L86 .1 86 Devlca tpuHÍnü) Propagatlon Dalay Time, Low-To-HIgh Lava! Outpul ífSyy/tcfiíng Characteristícs -VGC - s V.TA - 2s-c : National y Semiconductor Opera liona! Ampüfiers/Buffers LM12*./LM224/LM324, LMI24A/LM224A/LM324A, LM2902 Low S^ower Quad Operalional Amplifiers Advantages General .Descíiptíon The LM124 series comisis of four índt-pendent, htgh gjín, iniornally Irequuticy coinpeiisau'd opcralíonal amplifiers which were designed" specHícally to opetate (rom i tingle pawer mpply over 3 wlde ranga al voltaaes, Opetation (rom splil power supplles ii alio posslhle and i ilie low power iupply current dtaln ii independen! of Ihe magniíudc oí lite power supply voliage. • Elimina leí • Fuur inlernally compcniaicd op ampí In a tingle package ncod lor dual supplies « Allows dircclly semino ncar GHD and V OUT alio yac* lo GND • Compatible with all lormí oí logic » l'uwer drain suitublc lor batlery opeíation Applicaiion áreas Incluüe traniducer amplilleri, de ga!n blocks and all [he convulsión a I op amp cíicuiis which now can be more easily ¡mplemented in single power lurtply tyslems. For exatnple, ihe LM124 ieiies can be dirtclly opcrated of[ oí llie standard +5 V D C power supply vollage vvhich ís used in ilíijital sysicms and w¡|| eaiily [novítle Ihe ret|uired inicrlace electronics without requíriiig iho t.-Jditional i]5 V DC power supplles. In the linear modc ih« ¡npui common-moílu voilage range Includes ijround and Uie out|HH voltage can alio swing to ground, even ihough opeíatcd Irum only a sinfjlu power supply voilage. Ttu inpui blai conip«nsated. dcquency curten! » InlErnally EfL-(iucncy compcniaicd lor uniíy gain • Lafrje de vollagc yiln IDO clB • VVÍde bandwldtli (unily g.iin) (tKiniwralure compeniaicd) 1 MI!/ • Wídtí pnwer supply lanij^: Single supply or dual suppliei • Unique Characterislics The unily gaif compeniatcd, „ Foalures is also Connection Diagram Qtdtt Numhíf t,M124J, IM174A.J. LMZJ4J. LM224AJ. t.'-<:2aJ, LM324AJor LM2ÍW2J S.« NSP«:V.0. J14A Otd.t l(umb«r LM324H. LM324AN or LM29Ü^N S.i NSPjcksuo MMA 3VDCio30VDc tl.S VDC lo 115 V [ÍC Very lt¡iv supply curitínl draln ISDOuA) - tsscniislly ¡inlc|)endcnt of snpply vnllaiji; [1 mW/op anip Ji Lnw inpui htasing curreni £ow input ollsel vollarje and otfict currenl 45 nA uc 2 mV nc 5 nAuc ieni(>eiatuie Inpul cotiimon-mmli! vollaye tange inctudes giound lemperature Dilleienlial inpul vüllnpe ranga equal (o Ihe [IOA.-I iupply voltarje Larije outpul voltnije O V DC tu V* - 1.5 V u c Scheihütic Diagram 570 mW BQOmW NO mW Continuaut I|N(+I°''IN(-).T A -75°C Input BulCüffeftl s;nv Somct VIN~- 1 VoC.V,fc»*-0 VDC. 17 10 • ISV D C.TA-;S*C ; ••n'- iVoGViN'-oVfjc, v * - ISVDC.TA-T5-C 20 . •í'-1V D C .V, N --DV D C . [Inpol Rclnird) OulpulCuiIrnt 1- HHl IgTDKHr.T,* • 7S"C CouplifN) [Not( Si &S 70 DC, TA - 7S*C 0 RL'3Vn,TA'7S'C[LM?M2fli.S 1 O v -"l DC, TA • 2S*C íii_2;2 v n.TA-25*c V* • IS VDC (Fof L.'y V0 S-«^l O»« Ful!TrmtWítulrft«jr W 20 40 -120 100 35 IDO 1¿ 0.7 2 ?0 1 TYP Rt,- - On A» Op Amoi 50 0 MIN HL - ". VCC - 3°V. [LM2902 V^;- 26V) Ampiil'f-to-AniDliiirí fit¡«:l¡on Ritió hjwíi Suop>y ^"Zn'^ OulWJl VoltioeSwmi - IJ'p- SJíotl Voluí* Supi^y Cufien! Votttvf fimoe (Note 7¡ l|N[*)-|lnl|-l.TA-?S'C V*-30V D C .T A -25''C Input Otful Cunrnl Input CumrTX>0'M[>i>e INolt 6] T A -2E"C.|N o t C 5í CONDIT1ONS Inout 0«i*t VoIIw PA^AMETER IM2902 10 50 2 MAX V-1.5 15 3 17 10 20 es 70 0 50 0 MIW 3 : t-O 20 «3 -120 100 35 IDO 0.7 1.5 ? V-1.5 1.2 3 V*-1J 15 80 MAX -3 • 17 10 70 65 55 0 25 o WIN MJ 70 40 -170 100 35 100 U 3 V-i.s 30 100 3 MAX V*-1J 0.7 - 13 S íS 2 TYP LM324A 17 10 20 65 7C 0 50 0 MIN SO ro *0 -170 100 85 100 0.7 1.5 ^1 45 í2 TYP 17 10 20 65 E5 0 25 0 ' MIN . SO 70 40 -170 100 70 100 0.7 U í5 45 i2 TYP LM32< V*-I.5 1^ 3 Vf-1.5 íSO 250 ±7 MAX O'ClD'70'C . '-25"Cloífl5"C -5S'Cto-*12S"C -CS'Cw-USO'C 300'C "50 mA LM17Í/LM324/LM324 V-I.S U 3 V*-1J 230 150 ¿5 MAX LM124/LMII* "lntJú"rCufr.nl|V|nJ<-OJVDc) |Not( 3) OpíiilingT'mpífttu'í H>"9í LM324VLM3MA LM224/LM224A LM124/LM124A Stw^r Trmowttun fl."9« • Lí*a Ttmpciiluir ISolikring. 10 wcoodil TYP LMÍ24A Conlinuoui 570 mW 26 VQC -0.3 VQC toí26VDC 26 VDC o* *'3 VDC V'-5.5 LM12AA -03 VDC 10 ' ?s VQC 37 VDC ext 16 VDC 27 VDC LM134/LM224ÍLM324 LM134A/LM224A/LM324A Electrical Characíerisücs (v 4 =-f5.ov DC .Note4) Supply Vol(»5»,V DittrrtntKl Input Valt*9t Inpul Voliwr . Piíwtr Oiii¡p*tior> (Non II MoldM DIP C.víty OIP Flit PtV , Outpul Shotl-CIfcuíl lo GND (On* A mpJjfwf) Abscíule Máximum Ratings '*' | 10 20 50 50 0 0 MIN 30 40 -120 100 70 V*-l.5 15 100 3 ÍJ V*-l. :50 250 0.7 iS 45 MAX 17 TYP Í2 LM2902 -«S'Cto + 150'C 300'C -50 mA -40'Clo-*S5'C LM3902 *-»oc nADC mAQC 06 OB OS VQC V/mV mArx mAQc VDC nAoc «ADC mVoc UNPTS InoulOtfwt Curirnt llNI*)01 'l.M-l i 76 27 ' 15 20 5 38 40 10 V* 30 V-2 IDO 300 30 5 10 27 26 25 0 8 20 5 3B 40 10 3 LM;;*A V* 20 V*-3 ' 100 300 30 20 4 ' 5 10 37 2S 15 0 - 8 7Ü S 2B 40 •10 7 • LMDUA V* 20 V-2 300 300 75 30 5 5 10 27 26 25 0 8 20 S 28 JO 10 7 V* 20 V*-3 300 ilOO 27 LMIJÍ/LM;?' 5 10 37 25 15 0 8 70 S 3B 40 10 7 500 USO 19 V* 20 V*-2 IMJU 5 10 73 23 15 0 8 20 5 24 JO 10 45 7 £10 V* 100 V*-3 " 50G 1200 LM^MI VDC mADC mADC mVDC VDC VDC V/mV VDC «ADC r^cx/C "*DC' pvrc -"Voc U HITS The dif ange (O VDCIo v*"- 1-5 V DC'i Ihe input IÍr Non fl: Ou( lo (xonmity oí eitr-nnl comtwnenii, iniuir that couolifig ií noi onamating vn itf»y caoucitancr belvvrsn thrw r'tetrwl p«rn. Tnil typ'C.illy can ÍM deircied ai tnn IVP* oí cap^ciiiwe incis*»i il Mott 7: The inpul common'moa e voltape or nihr inpul lignal voll*9« ihould rxiifc-«¿llonrd to (jo n-j»rne by mote man 0.3V. The upp*f ene o( Ihe common'mode volt»?* r»noe u V* -1.5V. bul tifnn o' boih mouti can ff3 to -.32 VDC withoui wmao* (+?6 VDC íot LM7902I. • 6: Non S: -Vo * 1.4 VDC, HS • OH wíih V* f t o m S Vp C ; 0 30 V DC ;jntíovef ihe lull ¡npjl common Not. u Thít*io«:ificationuDo'Vfo'V>"--*5VDC«nd-S5*C<Tle, <-.125°C,un1eii oihetwiie «uní. Wiih tne UM374/LM224A, .11 isfnpersiutt ip«if.c»Nom wt limiled to-25"C <7i, <+8S*C, in* LM324/ L'-t324A iemo;r>iurí i&ícificaliooi a-t limiicd tu 0*C <Ta, £*70*C. and tfie LM2902 íturcif-caiioni a*e limiitd in—*0*C<TA ^-*B5*C. Non 3: Thlt ¡npol eurreni wil! or>>v «lili wnm tn? volixje al »r.y oí Ifie ¡npui 1e*di ií Onveí neoatrve. It il duc lo the eoll«:ioi-6aic ¡unction al the mput PNP lf»niiilofí b-com¡"9 forwatd biaird and ¡ttt'tnf Kiing ií mpul diooe d«mp». In wJdltfon lo Ihit d«>o< sclion, thrre u alto litrtnl NPN paraiiiic Uínnitar sellan on the 1C chip. Thíi iraniiitai ictiol can eiu« th< output voltapeí oí Ihe op amot te po 10 th«V* volt»9T leuel (or lo oround fot a lí'of oyndiivel (tw ihe titr>e duration ifiat añ inpül It dfive'n rwijeliv; Thli ¡i nal delltuctí-i »nd nornul outpol itJIei will le-ettablilS wnen Id* mput vollage, *«iieh r.Ji rw^ativs, WJ.ITI f-lurní 10 a valué trtalf tínnM],3 VQQ. Non 2: Shori eitcuiti trom ttte ouitxJl to V T CJH caui' cxccui«e fw«iinc índ cventuil Oesituction. Tíie máximum outpiít cufrsnt I) aopro«im«uiy 40 mA indeotfxJcnl o( Iht mogniiudr o( V*. Al valuei oí w»ppV voliaor in ttcmi of +15 VQQ, eoíilínuoui ihoft-circuiti un ccwd tht po^-tr dni'pJíian fJtings ind ciusr eventual amiiiction. Dtitfucnvr (Jusipwtion can rtiuli iiom limuluneaui thartí an *H cmplifteri. Noi- 1: Fot DDífating ai h\gt\. ih« LM3:-/LM324A,LM2902 must be dc^aled b*t«d on a +I25*C msiimum ¡unction tetnp*ril(iíe and t tb-'mul rniílance of 175* CA^ which anpün íor the riev!» iolaef«3 in a [xinlfd circuit boara. openiinn in i mil >•• BmDi-ni. The LM224/LM224A ind UM124/LM124A c»n tx (J"»l«l b»ird on »-+1óO'Cma»irmim¡ur>ct'on ttuipefílufe. Thf oiiiitMiion ii me tai»! of «N fou< amplifien— u« txierníl leiinoii, wncrt poiublt, lo illow thf «riipliüer 10 muíate o( to ísduce tnt oow-f which ti díiiipaitd ¡n ihf ínirqraird circuit. ValiKff No» 71 ID VIN" - +i VDC. VIN" - o VDC. v* • is VDC DiHfftntiil Inpol 10 VIH* • *i VDC. VIN~ • o VDC. v* • is VDC Sif* v'-svoc.Ri.oQkn . '• BL> lovn SoutCt Oulpul Cufien VOL VOH 35 0 V--30Voc.flL-2Vn BL>2»cn OUIDUlVolUOr 5ir!nq V - -15 VDC (Fot L*<f VQ Swiogl U'TtSijnil Voluv* Vf'X\ Gi.n Valí** R..V* (Noli 71 inout eiíiCuii-nl D-lft InoulOHiít Cuntí! I|NI+I~'IMM 20 Dnft 4 7 MAX (NoH-S) TYP •RS- on" MIN Inoul Qltif 1 VolUoe CONOITIONS LMtJ*A InpolOtlifl Voitic* rARAMETEH . FS1»olria«l Ch • r«otfrH»tlca ico<>ii™j«i) National Semiconductor CD406GBM/CD4066BC Quad Bilateral Switch General Description The CD4066BM/CD40G6BC ls a quad bllaleral swllch Inlended lor [he liahsmission or multiplcxlng oí analog or digllat signáis. U ls pln-Ior-pin compatible wtlh CD401GBMÍCD4016BC, bul has a much lawor "OH" resístante, and "ON" tesíslance is relallvely conslanl over I he input-slgnal tange. • Extiemelylov/"OFf=" swllch leakagQ . ' O.lnAíiyp.) íí VD[) - V ss = 10V,TA - 2£>'C « Exlrijínely hlgh conlfol tnpul Impadfincc • Lowciusslalk belv/een swítchos • Ffequency rcsponse, sv;llch "OH" Features 1012 O (lyp.) -50dD(typ-( í¡ I,s = 0.9MHz. HL = 1 hQ -10 MMz (lyp.) a v i o isv Applications Wldo supply voltage rango 0.45 VOD (lyp.) Highnoiselmrnunlly *7.5VPEAK Wlda lange oí digital and analog s'wliching "ON" rosinlance lor 15 V oporation 80 S3 Malclied "ON" reslslance over 15V sígnal Inpul "0(4" reslstance llal over.poak-lo-pcak signal ranjje Hioh"ON"/"OFF" ^ 65d8(lyp,) oulpul vollnge rallo íf l|s = lOkHí, R L = I0kí3 llnearlly 0.1% dlslortlon (lyp.) j-V 5 S = 10V,R L =1Qkfl • Analog slgnal swltclilng/mulllplexlng • Signal tfíiUng • Squelch control • Choppor • Modulnloi/Dernodulalor • Commutallng swItch " Digital algnal swllchlng/rnulllploxlnfl « CMOS lofllc ImpiQmQiilallon » Analog-to-dlgttal/dlgllal [Oranalog convotGlon « Dlgllal conliol oí Itaquency, Impedance. phnsa. and analog-slgnal-galn Schematic and Conneclion Diagrams |~H - K- •*! í £ A12 Recommendod Opcrating Conditionr ! Absolule Máximum Ratings i iKoies 1 and 2) |Noii!2) -O.GV to U8V VDoSni>|)ly Viiliago Q.5V ID V D D f 0.5V V|fj litpui Vullíiu« TS SioingL- TcmpEt&iuie Rango 65"C lo t l B O ' C 500 inW foPjcVjge Diitipalion 300'C IL LraJ Temiuiiiiuie [Salikdng, 10 iecondí) V|fj Inpui VoltDsc TA Operalmo Teiriperalure Rouge CD<10GGBM CD40G6DC 3V u. 1SV OV. in VOD ÜG'Cio H75*C --4Q'C lo ifl5''C DC Elüctrical Characteristlcs CD-IODOBM (Note 2) -55DC Mln 'DO Quietceiii Duvjctí Cutieni 25°C MJX Win Tyn 125DC MJM Min MJ-. VDD-SV 0.2S 0.01 0.35 1QV V D D » 15V O.D 1.0 0.01 íl-5 D.01 1.0 7.5 15 JO ?000 •100 270 120 220 ÍÍO 2500 &00 3BO 3500 550 320 VD0. /'A pfl. PA Inpuu an(l Oul^Uli RQM "ON" R.esiilaiics nL . ]OKÍ i lo y D D-vss VG • VDD. vis - vss 10 VDD VDD"5V -RON A "ON" RctttMnce VOD-IOV VOD • isv R L -iokíiiol¿Qü^as Belv-i-'en any 2 oí ve- VDD. •i Swilchct VDD. v is" V SSIQ JlS ln()ui or Output Leakagc Swiich "OFF" u VQD 10V VDD-ISV 11 U 10 5 . to.i f.SO V0 "° V|s- ISVaniJ OV, V o s - OVanti 15V 12 U • 150 *GOO nA 1.5 3.0 V V •1.0 V Comrol Inpotí VILC VIHC l||j Low Level Inpui Vollugu Higli Lewel Injiui Voltagc ln|tu| Cuueni V| S -'V S 5 and VDD VOS ' VDD and Vss vDD • BV VDD " i°v VDD- isv VDD-SV VDD u io v lscu "oti; C) VDD- is v VDO-VSS-.ISV \5 1.5 3.0 2.25 4.5 •1.0 G.75 1.5 3.0 4.0 3.5 2.75 3.5 7.0 7.0 5.5 7.0 11.0 11.0 0.25 11.0 J10- 5 10.1 10.1 V V V 11.0 ^ VDD > ve > vss DC Eléctrica! Characteristics 1 -40"C P«aro,ur Win IDO Ouieiceiit Dewice CtJncni VDD • w VDB- iüv VDD* iDv Max 25°C Min B5°C TVP MJX 10 2.0 0.01001 1.0 2.0 •1.0 0.01 •1.0 Muí Max 7.5 /'A 15 DO P* ;iA A13 Opera tio.nal Ampliíiers/ Bu ffers Semiconduclor LM107/LM207/LM307 Operalional.Ampliíiers General Dascriplion The LM107 sitio* mu complete, gcncr-i! piirpoic op^raiínnal anipl¡lieii.\v¡llt lile neciüiary Iiequency TJim[>-rrnati(in lii/ül Inln lia- clilri- Adv-inceil ptíic• iiif.<t.li!chnif|iii!t make iltfc Inuui ciitrtnls a laclar . oí un lowei ]!i.in inijuiliy sliritdardi like ihc 709. Y i t , Ility "'c J ilifeci, l'K'll'In leplnct-niefil lor Uie 709, LM10I. LM10IA añil 741. " Ofíiel volUgc 3 mV máximum ower lempofature • Inpni currcru 100 nA máximum «ver icnipurn lUfe • Quiñi cutrcill 20 nA rnjxlmuní 0«t:r tempera. ture llic LM107 wfíos otlcrs ihc fuaiuifs al . ihu LM101, wliit.li inalci iis aiiplícniion ncaily loot[imol. ln adilitinir, thu tk'vice prnvldcs lietltir jccuiacy and tower riolio In high ini|)iitl.incc circuítrv. I de low It-nin cutmnls alwi m.il.e ít pnrticuLtly wrll suiltd (uf long Inicival lulLijialois or llmüís, simple and hold clrcuiís jni! low íteqtiency waviílonn goneíaiors. Fuilhci, nplacíng citcuiís wliL-íu mnicliwJ uaiisisiur p.iírs bulfci ihi¡ii|iuis oí convuntiniial IC pp nmpí, ti «n give liivver olli'il VDlt.igi; :mtl diilt ni.,i [owur con. TliL- LM107 ¡( guarjMteed ovct a -'GS°C lo H25<>C iciit|iur.uui« rar.fju. lile L^^2Ü7 íiom -25°C la HOÍ3°C and Ida I.M307 lium Q^C to +70*0. • Gujrantccd drill cliaracturfclics Sch.ematic** and Conneclion Dianrarns CiJur Niirnliir U1107M, LM207H OI-IM3U7II Eti. NSI'.cV.a. HOttC l)uj|-In-Lir.«.Ptt.V.ij. fml».•Nu.nlx.r I.SH07J, LMl^JíJoi LKOÜ7J Sf. HSPtcíuH. JD3A Otdn U^inb.f LM1U7N S*. tJ¡; t'-K-k.gi fJOBA "Pin conno-Mloni tliown *if fot mtul can. IM107J-1I, í LM10/J H ktT' JHA A14 Absoluto Maximurp Ratings LM107/UM207 '•" Supply Volito* f-Bw.rOluIp.llDn (Noli I) DÍtl.r.nll.1 Inpul Volito. Inp-Jl Volit». INnl.2) Oulput Shon-Círcult Dunllon Op*litingT*rnp*fi<UM Rinv .127V 600 mW ±30 V tlfiV Ind'IInií. • • .' • '" ILMI07I ' * !ÍS5*C to'+12S*C -25*C1Q*BS*C II.M207] Siotty, T.mp.rtluí. R.no. Lt*)T«mp«mufi (Soktrrhg. lOwcondi) -6S°C IO+1BO*C 300*C • Í1BV 500 mW 130V 11SV Ind.liriTi. - * • • - . ' • ' ' 0*Cto+70*C ' . '"' TMIN " ' TMAX LM107 -EG°C Í12S'C LM207 LMM7 . • *-• -36*C »BG*C 'o'c t70'C -65'Clo+15Q'C 300* C Electrical Characteristics LM107/LM207 CONDITIONS PARAMETER MIN TYP . LM307 MAX' UHIT1 MIN TYP MAX Input 0|1set(Voltag« TA -25°C, Rs<50kíí 0.7 2.0 . 2.0 7.5 »V Input Offiet Curr»nt TA - 25°C • - 1.5 10 3.0 50 Inpul Bí*i Curreni TA • 25ac . 30 75 70 250 ia u Input Reiistíncí TA - 25° e' 1.5 0.5 -1.0 2.0 U2 Supply Currerii V S - ±20V 1.8 3.0 ^ l.B V S - ±15V Large Signal Vollage 50 Coelflcíent of Inpul Ofltel Voltage Input Olfwi Curront ' - '• 25°C<T A <T M AX TM|N<T A <25 U C 0.01 • 0.1 0.02 0.2 30 ftVfC 0.01 0.3 0.02 O.G 70 100 ' RL> 2 kn V S -Í15V HL- 10 kn _ . - HL - 2 kn •- • VS - ±20V M nAí'C 1 MI Oulput Voll»o« Swing Input Volito* Rano» IPÍ 6.0 20 TA -+125°C( Vs - ±20V . l 15 V/mi 10 . . L>rg* Sigrul Voltag* G.ln . ; •• ' 1 60 3.6' Inpul 0¡»t Cuiient Supply Currtnt 25 160 R S <50kí7 3.0 Aver»o« Tempefíture Coelfícleni o[ Inpul 0(ÍMt Curren! ** ' ""* ni TA-25"C, VS-±15V Giln Inpul O f f w t Voíiaoa 3.0 - 1,2 .25 2.5 300 ' M m¿ . 15 V/M : . • '' ±12 ±H ±12 ±14- ±10 ±13 ±10 ±13 \ \ ±15 ±12 Cornrnon Mod* , Rejactton Ritió : í* • ' V Supply Voltio* Ríjeclíon Ritió RS ^ 50 kn BO 06 70 90 RS < so' kn BO 96 70 96 A Not» 1! Th« fTuxTmum lunctlon lt(np«r»lUf« o( ttn LM107 !i 150*C. »nd Ihi LM307/LM307 Ii 100'C. For o|HrHÍní «I «Uvalí-I iMrtp«r«M * tt«vlc« In ih« TO^ p^Vis» rpuii b* d«rit«d bti»d on i thicm»! tf tíitwici oí 550*CAV, ¡linclion 10 wnbívnt, tx 45"CAV, ¡üMtion to c-«.k It-irm»! niliiwict oí rti* du»I-ln-1lin p-ckig. h lOO'CAV.iúnciIqn lo »oibiM!. Ho<* 3: Fof upply voliigei Itn ih*n— 1DV, lh(.*bio!ul> máximum Inpul volleo» [i K\UI\o ihn lupply voltio*, Ñor-3: Ttm« tt^clliciitlont «pply lor i5V < Vs < H20V and-ES'C < Tft < mS'CIor (h. LM107 Dt-25*C<TA¿ Tfi'Qlar ll» U.'.j.;J n O*C<TA <470*C««Í t5V < V s < i l 5 V | o r l(i« LM307 unlw> olh.twT». i«c!l!od. BIBLIOGRAFÍA BARAJAS '• L.,VALENZUELA' R."Sistema : de computación Análogo - Híbrido" parte 1 Facultad de Ingeniería Eléctrica 1984 ¡ : . BLACKMAN P _ F . "Pseudo random binary determination" M. Se Control course 1972 ; vl ; codes and impulse response , DORF RICHARD "Sistemas automáticos de control" Fondo Educativo Interamericano, S.A. 1977 GODFREYt K.R. "Correlation methods" International federation of automatic control 1980 i LATHI B. P. "Signáis, systems and communication" Sons, Inc 19S5 f >•''- . .MARTÍNEZ G. John Wiley & ; "Técnicas convencionales de • identificación de sistemas" Tesis 1982 - i NATIONAL SEMICONDUCTOR: "CMOS Data Book" 1980, "LINEAR Data; Book" 1982, "LOGIC Data Book" 1980 i OGATA KATSUHICO Internacional "Ingeniería de control 1974 moderna" Prentice-Hall'