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Inyección electrónica - los sistemas digitales.

En contraste con los sistemas electrónicos analógicos que operan continuamente en el tiempo, un sistema digital opera a intervalos discretos de tiempo. Este proceso de representar una variable continus en intervalos discretos de tiempo es llamado muestreo y es ilustrado en la Figura.

sistema digitales


La Figura  ilustra una cantidad que varia continuamente  (la cual podría, por ejemplo, ser la presión del múltiple de admisión). Esta magnitud contínua en el tiempo es muestreada electrónicamente a intervalos que son múltiplos de un periodo base de muestreo.  La figura inferior señala con asteriscos los puntos de muestreo de la presión continua. Cada muestra es el valor de la variable continua a un tiempo específico. 

Una secuencia de muestras es presentada al procesador de señales a los correspondientes tiempos de muestreo. En un sistema electrónico digital, la señal (el conjunto de puntos) es procesada y mejorada  por una computadora digital. Esta computadora requiere tiempo para realizar sus cálculos.


El tiempo entre muestras sucesivas es normalmente una constante conocida como tiempo de muestreo (sample time). El tiempo de muestreo es un parámetro crítico para cualquier sistema digital y es escogido con gran cuidado por el diseñador de sistemas. Este debe ser suficientemente largo para permitir que la computadora perfeccione sus cálculos sobre una muestra dada cualquiera antes de que sea tomada la nueva muestra, o la computadora no podrá con la corriente de datos que se suceden en tiempo real. Por otro lado, si el tiempo de muestreo es muy largo, entonces los datos de las muestras  no representaran adecuadamente la continuidad de la cantidad que está siendo muestreada.


Los datos de muestreo ilustrados  están en un formato  analógico muestreado. Este formato no es compatible con un sistema digital. Se requiere de Un paso adicional, (One more sep), llamado cuantificación, para convertir los datos analógicos muestreados, en datos que pueden ser leídos por la computadora.

En un sistema electrónico digital, cada muestra es representada numéricamente por su magnitud, por ejemplo, una secuencia de muestras de una cantidad continua podría ser (0.9, 1.1, 1.6,  .3, 1.5,  1. ,..........). Sin embargo, las computadoras no usan sistemas de números decimales, en su lugar usan sistemas de números binarios que están en base del 2  en lugar de 10.

En un sistema de numeración binario, cada valor numérico es representado por la combinación de unos y ceros. Por ejemplo, el numero decimal 11 es representado por 1011, por el momento, es suficiente entender que cada muestra e convertida a un numero binario en forma de combinaciones de unos y ceros.

El circuito que convierte muestras de datos analógicos a valores binarios    es llamado convertidor analógico-digital (A/D).  A veces también llamado cuantificador (quantizer). Cuando la computadora ha terminado los cálculos sobre una muestra dada,  saca un valor numérico a un dispositivo externo en la forma de número binario. Si este es un dispositivo analógico, como en el caso de un actuador, el número binario de salida debe ser reconvertido a un formato analógico. Esta conversión es hecha en un dispositivo conocido como un convertidor digital-analógico (D/A).

No todos los sistemas electrónicos digitales requieren convertidores, porque algunos sensores y actuadores son ya digitales. Excepto para estos casos, un sistema electrónico digital sea para control o instrumentación tiene un diagrama de bloques como muestra la Figura siguiente.

sistemas digitales

 

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