Un diseño de sistema de adquisición de datos de bajo costo para equipos de prueba multifuncionales en laboratorios de electrónica
Autores: Atc, Ahmet; Ünal, Emin; Akgöl, Ouzhan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Un diseño de sistema de adquisición de datos de bajo costo para equipos de prueba multifuncionales en laboratorios de electrónica
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Varios
Multifuncional
Equipo de laboratorio
Front-end analógico
Adquisición de datos
Rentable
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 36
Citaciones: Sin citaciones
Hay varios equipos de prueba de laboratorio electrónicos multifuncionales disponibles comercialmente en el mercado que integran un osciloscopio, generador de señales y analizador lógico. El punto de precio de todos estos dispositivos generalmente supera los USD 250. Para reducir este costo a alrededor de USD 100, los componentes de adquisición de datos de estos dispositivos deben ser reevaluados. En este documento, presentamos el diseño de un frente analógico (AFE) para equipos de laboratorio multifuncionales de bajo costo, principalmente para estudiantes de electrónica. El objetivo principal era satisfacer los requisitos de los estudiantes asegurando un costo mínimo, máxima funcionalidad y alta robustez. A través de nuestra investigación, optimizamos nuestro diseño de AFE para lograr estos objetivos de manera efectiva. Nuestro enfoque aborda limitaciones clave encontradas en diseños existentes, ya que desarrollamos una arquitectura de atenuación de cuatro etapas y ganancia de amplificador operacional de tres etapas. Esta disposición optimiza la claridad de la señal y logra un ancho de banda alto manteniendo un marco rentable adecuado para aplicaciones educativas. Con este estudio, se logró un ancho de banda de 20 MHz, un rango de voltaje de entrada de +/-40 V, un rango de volt/div de 5 mV a 10 V y una resolución mínima de amplitud de 9.7 uV en el diseño del frente analógico y la unidad de adquisición de datos. El ancho de banda y la linealidad logrados permiten que el AFE diseñado pueda adaptarse a aplicaciones como la compensación de ganancia de tiempo discreta ultrasonido (TGC).
Descripción
Hay varios equipos de prueba de laboratorio electrónicos multifuncionales disponibles comercialmente en el mercado que integran un osciloscopio, generador de señales y analizador lógico. El punto de precio de todos estos dispositivos generalmente supera los USD 250. Para reducir este costo a alrededor de USD 100, los componentes de adquisición de datos de estos dispositivos deben ser reevaluados. En este documento, presentamos el diseño de un frente analógico (AFE) para equipos de laboratorio multifuncionales de bajo costo, principalmente para estudiantes de electrónica. El objetivo principal era satisfacer los requisitos de los estudiantes asegurando un costo mínimo, máxima funcionalidad y alta robustez. A través de nuestra investigación, optimizamos nuestro diseño de AFE para lograr estos objetivos de manera efectiva. Nuestro enfoque aborda limitaciones clave encontradas en diseños existentes, ya que desarrollamos una arquitectura de atenuación de cuatro etapas y ganancia de amplificador operacional de tres etapas. Esta disposición optimiza la claridad de la señal y logra un ancho de banda alto manteniendo un marco rentable adecuado para aplicaciones educativas. Con este estudio, se logró un ancho de banda de 20 MHz, un rango de voltaje de entrada de +/-40 V, un rango de volt/div de 5 mV a 10 V y una resolución mínima de amplitud de 9.7 uV en el diseño del frente analógico y la unidad de adquisición de datos. El ancho de banda y la linealidad logrados permiten que el AFE diseñado pueda adaptarse a aplicaciones como la compensación de ganancia de tiempo discreta ultrasonido (TGC).