2.1. ventajas del procesado digital de señales

CAPITULO 2
Ventajas del DSP
2.1. VENTAJAS DEL PROCESADO DIGITAL DE SEÑALES
Hasta el momento hemos visto qué son y cómo se desarrollaron los DSP’s durante los últimos 30
años, pero seguimos sin saber nada acerca de porqué hemos de usarlos. Antes que nada, decir que es posible
realizar mediante circuitos analógicos la mayor parte del trabajo realizado por los procesadores digitales de
señal. A pesar de esto, los grandes fabricantes de semiconductores han invertido gran cantidad de dinero en
desarrollar dispositivos que sean más y más rápidos cada vez. ¿Qué es lo que hace a los DSP’s tan populares?.
La respuesta no es breve. Existen varias ventajas en usar las técnicas digitales para proceso de
señales de propósito general. Estas ventajas también se aplican a más aplicaciones específicas, pero también
hay algunas aplicaciones que pueden llevarse a cabo mediante la utilización de DSP’s y no mediante sistemas
analógicos. Las ventajas de la utilización de técnicas digitales en proceso de señales pueden estructurarse en
diversas categorías muy amplias: repetibilidad, elevada estabilidad térmica, reprogramabilidad, adaptación,
Viendo esta lista podría entenderse que los DSP son la panacea universal. Desafortunadamente la
vida no es así de simple. Existen límites a lo que actualmente pueden hacer los sistemas de DSP e incluso
existen áreas en las que la solución analógica sigue siendo preferible. Seguidamente veremos las ventajas y
capacidades del DSP. Prestaremos especial atención al área del control de sistemas en los cuales las técnicas de
DSP suponen una mejora no solo sobre el control analógico, sino también sobre las soluciones tradicionales
basadas en el uso de microcontroladores.
2.1.1 REPETITIVIDAD
Los sistemas digitales son, inherentemente, repetibles. Si hacemos que quinientos ordenadores
realicen la misma secuencia de sumas, todos ellos nos darán igual resultado, exactamente el mismo. Si
aplicamos una señal a quinientos circuitos analógicos, construidos utilizando componentes de idénticas
especificaciones, posiblemente no obtengamos la misma respuesta en ninguno de ellos.
La razón de esto es muy simple, hay una distribución de las características de los componentes en
los sistemas analógicos. Las resistencias tienen una especificación de tolerancia, normalmente del 5% de su
valor, pero componentes mucho más caros pueden tener tolerancias del 2% ó del 1%. Los condensadores
típicos tienen tolerancias que oscilan alrededor de un 20% o peor. De forma similar, los circuitos analógicos
(lineales) tienen un rango de tolerancias dentro del cual se garantiza su funcionamiento, pero las variaciones
normales debidas al proceso de fabricación significan que las características varían de un dispositivo a otro.
Esto significa que es imposible predecir el comportamiento preciso de un sistema analógico. Como
consecuencia se obtiene que para obtener precisión de un sistema analógico es preciso incorporar en él
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elementos ajustables (resistencias variables, condensadores variables, etc.) para poder calibrar el dispositivo
durante el proceso de prueba.
2.1.2 ELEVADA ESTABILIDAD TÉRMICA
Cuando evaluamos el rendimiento (es decir, cual es la respuesta de un sistema durante un periodo
de tiempo) la situación se empeora. Los componentes que incluyen resistencias, condensadores y
amplificadores operacionales cambian sus características en función de los cambios de temperatura. Esto
significa que un circuito analógico puede responder de muy diferente forma a 0º C de lo que lo hace a 70º C.
Por el contrario, los circuitos digitales no muestran variación mientras trabajen dentro del rango de
temperatura garantizado por el fabricante.
El tercer factor de variación para los circuitos analógicos es el envejecimiento. Los condensadores
en particular son propensos a que se les produzca un envejecimiento del dieléctrico. Esto representa un cambio
en la impedancia del componente y por tanto una alteración en el comportamiento del circuito. Para
compensar las variaciones térmicas y de envejecimiento de los componentes se deben prever ciertas
compensaciones en los circuitos. Esto complica en gran medida el proceso de diseño y el rendimiento general
previsto para el circuito.
A parte de todo esto, hay que decir que existen miles de sistemas analógicos en uso para proceso de
señales, aún así, el problema no es menos significativo. Sin embargo la existencia y uso de los procesadores
digitales de señal eliminan estas variables. Además, los circuitos de DSP pueden ser programados para detectar
y compensar los cambios que se produzcan en las partes analógicas y mecánicas del sistema completo.
2.1.3 REPROGRAMABILIDAD
Una de las razones del veloz desarrollo de los ordenadores digitales (en forma de PC) es que son
programables, y reprogramables. Damos esto por sentado puesto que podemos estar usando nuestro PC como
un procesador de textos y pocos segundos después hacerlo funcionar como consola de juegos. La tecnología de
los microprocesadores ofrece las mismas ventajas a un sistema de proceso digital de señales.
Es perfectamente viable diseñar una configuración hardware que pueda ser programada para
realizar una amplia variedad de tareas de proceso de señales, simplemente cambiándole el programa de
funcionamiento. Por ejemplo, un filtro digital puede pasar de funcionar como pasa bajo a pasa alto sin
necesidad de tocar para nada el hardware. En un sistema analógico sería necesario cambiar el diseño
completamente.
En muchos casos no es necesario reprogramar el sistema, solo hace falta poner al día su modo de
funcionamiento. Como ejemplo podría ponerse a los sistemas de guiado de los misiles. La habilidad de realizar
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estas operaciones sin más que cambiar un circuito de memoria supone un gran avance para el proceso digital
Por supuesto que se puede poner al día un sistema analógico, pero esto conlleva el cambio de
valores en componentes los cuales están normalmente soldados al circuito y existe un límite en el número de
veces que se puede desoldar un componente de un circuito.
2.1.4 ADAPTACIÓN
Hace algunos años se desarrollaron sistemas de DSP que podían cancelar algo del ruido existente en
el interior de una cabina de un coche, helicóptero o aeroplano. En el caso del coche, el ruido está originado por
el motor, y las resonancias se transmiten al chasis a causa de las vibraciones del motor. El sistema de
cancelación de ruido toma la velocidad del motor como una referencia e intenta producir una señal de "antiruido" para cancelar el ruido en la cabina. En cada reposacabezas hay micrófonos que determinan el éxito del
intento. Basándose en los cambios detectados por los micrófonos, el sistema cambia las características de la
señal "anti-ruido" hasta que se alcanza la mayor reducción posible del ruido. Cuando la velocidad del motor
varía, el sistema se adapta una vez más a la nueva velocidad del motor.
Un sistema DSP puede fácilmente adaptarse a cualquier cambio de las variables ambientales. El
algoritmo adaptativo se limita a calcular los nuevos parámetros requeridos y los deja en memoria,
sobreescribiendo los antiguos. Es posible un nivel muy básico de adaptación en los sistemas analógicos, pero el
cambio completo del complejo conjunto de características de un filtro (usado para cancelación de ruido) está
más allá del ámbito práctico del proceso analógico de señales.
2.1.5 TRANSMISIÓN DE DATOS Y ALMACENAMIENTO
Aunque algunos expertos no estén de acuerdo, para la mayoría de la gente, la llegada del
reproductor de Discos Compactos (CD) trajo al hogar los sistemas de alta fidelidad libres de problemas. El
tradicional disco negro de vinilo, con todos sus ruidos, está siendo considerado poco a poco como una pieza de
museo. Está claro que la fidelidad de los sistemas digitales es mayor que la de los analógicos. La facilidad
existente en los sistemas de grabación para introducir errores (ruidos) en la música es bien conocida. A menos
que un reproductor de discos compactos reciba un fuerte golpe, funcionará sin apenas errores, y los que
pudieran surgir, se pueden corregir digitalmente sin pérdida de fidelidad.
Estamos considerando un gran cantidad de factores como son: relación señal-ruido, protección
contra errores, detección y recuperación, compresión de datos, etc.
Continuando con el ejemplo de un sistema de alta fidelidad doméstico, echemos un vistazo a la
relación señal-ruido. El término está bastante claro, el factor más importante a considerar es obtener la mayor
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cantidad de señal para una mínima cantidad de ruido. Si observamos el proceso de reproducción, desde el disco
al amplificador de potencia, podemos comparar la representación del ruido del audio digital y analógico.
Tomando el sistema digital en primer lugar, existirá algún nivel de ruido en el disco compacto,
causado por algo que llamaremos "error de cuantificación". Una vez el disco situado en el reproductor, se
utiliza un rayo láser para leer las pistas de información de la superficie del disco. En esta etapa existirán errores
de datos debidos a fallos en la construcción del disco, daños en el mismo, vibración en el láser o defecto de
alineamiento. Gracias a un código especial añadido a la información musical grabada, muchos de dichos
errores pueden ser corregidos mediante un dispositivo DSP existente en el interior del reproductor.
La información correspondiente a la señal musical en el CD original tiene un formato de 16 bits de
longitud por palabra de datos. Para mantener la exactitud, los cálculos intermedios se realizan con al menos 32
bits de precisión. Con el apropiado sobremuestreo, puede obtenerse un valor de 20 bits para ser convertido a
una onda analógica. No existe por supuesto pérdida de información a causa del procesado digital de la señal.
Podemos descontar también el ruido producido a causa de los posibles errores en los datos digitales.
En los circuitos digitales solo pueden existir dos estados posibles, el '0' lógico y el '1' lógico. La diferencia entre
ambos es típicamente y como mínimo de 3 voltios. La única forma en que la señal puede corromperse mientras
se transmite en forma digital, es mediante la introducción de ruido de una forma drástica, de forma que
provoque que aquello que es un '1' lógico sea interpretado como un '0' lógico o viceversa. Esto no ocurre en
Una vez finalizado todo el proceso, la señal musical digitalizada es conducida a un circuito especial
que la convierte en una señal analógica, de forma que puede ser amplificada de forma convencional. El
proceso de conversión digital a analógica no reproduce perfectamente la onda analógica por lo que es
necesario algún tipo de filtrado analógico antes de que la señal sea llevada a un amplificador. Esta etapa de
filtrado analógico está considerada como indeseable y se emplean técnicas como la interpolación o el
sobremuestreo mediante DSP’s en el interior del reproductor de CD para reducir o eliminar la necesidad del
filtrado analógico. La salida del convertidor digital a analógico alcanza típicamente los 2 V. de amplitud y
requiere únicamente un control de volumen pasivo y un amplificador de potencia.
Ahora volvamos al omnipresente disco de vinilo. El proceso de fabricación de un LP lleva consigo
la creación de unos moldes para prensar los discos de vinilo. Estos se desgastan durante su uso y tienen una
vida finita. En esta etapa se pueden introducir pequeñas diferencias respecto al molde metálico original.
Existen otros problemas relacionados con el material de vinilo utilizado para la grabación de LP’s, y es que
éste es muy propenso a dañarse con su simple manipulación, un pequeño golpe de la misma aguja del
reproductor o un mal almacenaje es suficiente. Hay que tener en cuenta también la tendencia de la superficie a
atraer pequeñas partículas por carga electrostática, la cual puede descargarse en cualquier momento a través de
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la aguja del giradiscos. No existe ningún tipo de mecanismo para detectar o corregir este tipo de errores y el
consiguiente ruido generado.
Existe una gran cantidad de diseños de cápsulas para convertir la señal mecánica (surcos) del disco en
energía eléctrica. Hasta un oído poco entrenado es capaz de detectar diferencias significativas entre distintos
modelos de cápsula. La exactitud de la conversión es claramente cuestionable. Los encapsulados típicos
producen una salida de 1-2 mV, en el caso de encapsulados de bobina móvil esta salida no es lineal con la
frecuencia y requiere ecualización y amplificación.
La señal del amplificador es llevada a través de un cable coaxial hasta el ecualizador/amplificador.
El cable coaxial ofrece buen aislamiento (aunque no perfecto) frente a las interferencias externas. Además, será
inevitable que se introduzca ruido en el ecualizador/amplificador a causa de las fuentes de alimentación del
circuito, interferencias de otras señales, ecualización defectuosa, y así sucesivamente.
De todo lo expuesto hasta ahora se deduce que la información digital es más robusta que la
analógica. Hay varias cuestiones a tener en cuenta en el proceso de conversión analógica a digital y viceversa,
pero con la adecuada atención a los principios básicos pueden ser minimizadas.
2.1.6 COMPRESIÓN DE DATOS
La razón de que la compresión de voz, imágenes y otro tipo de datos sea importante es porque los
canales de transmisión de esta información cuestan dinero. Satélites, fibra óptica y cables son caros de instalar
y mantener. El centro de la cuestión radica en transmitir la máxima cantidad de información en el mínimo
tiempo posible.
En todos los ejemplos de compresión analógica se pierde algo de información. Un ejemplo típico es
el limitado ancho de banda que utilizan las líneas telefónicas analógicas cuando se multiplexan las llamadas.
En la transmisión o almacenamiento de datos digitales se pueden dar dos formas de compresión, sin
pérdidas o con pérdidas. En la compresión sin pérdidas, cuando se restaura la información, se mantiene sin
cambios respecto a la información original antes de la compresión. En la compresión con pérdidas existe un
cierto nivel de pérdida de información, normalmente en los detalles más finos. En compresión de voz e
imágenes, una ligera degradación en la calidad puede ser aceptable para el que escucha o el que ve. Cuando se
trata de datos financieros u otro tipo de datos de esta índole, no se pueden permitir cambios. La compresión
con pérdidas tiene la ventaja de alcanzar mayores niveles de compresión.
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2.1.7 CAPACIDADES ÚNICAS DEL DSP
Existen varias técnicas de proceso digital de señales que no pueden ser realizadas mediante sistemas
analógicos. El ejemplo clásico es el de los filtros de fase lineales. Un filtro digital de respuesta a impulsos
finitos con coeficientes simétricos alrededor del punto medio tendrá una respuesta lineal en fase con la
frecuencia. Otro tipo de filtro sencillo de implementar mediante técnicas digitales es el filtro de ranura (notch
filter) con flanco de corte brusco. Es virtualmente imposible el crear filtros similares mediante técnicas
Los sistemas de control nos proporcionan más ejemplos que solo son realizables mediante técnicas
digitales. Algunos son aquellos que se utilizan en situaciones en las que es necesaria una respuesta inmediata.
Los controladores digitales son también capaces de inferir una velocidad directamente de la salida de un
codificador, por lo que no necesitan de un tacómetro. Obviamente esto reduce el coste del sistema y mejora su
exactitud.
Ya se ha mencionado la compresión de datos sin pérdidas en la transmisión y almacenamiento de
datos. Este tipo de compresión no es posible en el proceso analógico de señales.
2.1.8 SISTEMAS DSP EN LA PRÁCTICA
Debemos ser precavidos y no entusiasmarnos en exceso con el proceso digital de señales, pues éste
también tiene ciertas limitaciones respecto a lo que se puede llegar a hacer en la práctica con el procesado
digital de señales. Aunque se trata de una tecnología relativamente nueva, aparecen regularmente en el
mercado dispositivos DSP más rápidos, pero hay un límite al procesamiento que puede hacerse en tiempo real.
Este limite se vuelve más aparente cuando se toma en consideración el coste del sistema. Nuevos desarrollos en
procesamiento en paralelo para DSP han llevado sus capacidades a otras áreas, pero solo donde el incremento
del coste puede estar justificado.
Entonces, ¿que podemos hacer actualmente con un DSP y a qué coste?. Ya hemos visto algunos
ejemplos de aplicación del DSP: el reproductor de CD, control adaptativo del ruido en vehículos, etc. El coste
actual de un reproductor de CD, por debajo de las 20.000,- pts. es indicativo de que la tecnología del DSP no es
una tecnología cara. Como ejemplo, valga también el decir que el dispositivo DSP necesario para el control
adaptativo del ruido en un vehículo puede costar por debajo de las 1.500,-pts. para cantidades y que los DSP's
más económicos pueden estar alrededor de las 400 ó 500,- pts para volúmenes de cierta importancia. Además,
con estos dispositivos se puede realizar un reconocimiento de voz básico o el procesado de señal requerido en la
norma V.22bis (2400 bits por segundo) aplicada a los módem.
Como ejemplo de lo que se puede hacer con los dispositivos DSP vamos a echar un vistazo a las 5
generaciones de la familia TMS320 de Texas Instruments. Por el momento, baste con recordar que la primera
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(TMS320C1x), segunda (TMS320C2x) y quinta (TMS320C5x) son dispositivos de 16 bits en coma fija y que
la tercera (TMS320C3x) y cuarta (TMS320C4x) son dispositivos de 32 bits en coma flotante. La tabla 2.1
muestra algunos ejemplos de aplicación de las distintas familias.
A pesar de lo impresionante de esta lista, existen limitaciones respecto a lo que puede hacer un solo
circuito integrado de DSP. De momento no podemos tener un sistema infalible controlado por voz, o un
sistema de reconocimiento de voz universal independiente de la persona que habla, pero, ¿durante cuanto
tiempo?. Con los dispositivos actuales de procesamiento en paralelo es casi todo posible. El inconveniente es
que todavía existe un estrecho lazo entre el coste del sistema y su rendimiento, con cantidad de aplicaciones
que no son viables económicamente por el momento. Sin embargo, mientras la tecnología de los
semiconductores sea cada vez más eficiente en términos de rendimiento por unidad de coste, las aplicaciones
irán siendo conscientes de ello e irán creciendo en número y ámbito continuamente.
La entrada de los DSP en el mercado de consumo ha ayudado en gran medida a la caída de los
precios de estos dispositivos, igualmente el desarrollo de los DSP’s de procesamiento paralelo ha permitido la
creación de sistemas DSP de un nivel de rendimiento como jamás se hubiera pensado.
TMS320C1X
TMS320C2X
Decodificadores
Módems multinorma
TMS320C5X
TMS320C3X
Módems HST y V32 Aceleradores gráficos
DTMF
TMS320C4X
Procesamiento de
3-D
imágenes
RADAR
Osciloscopios
Posicionamiento de
Codificadores de voz
Audio digital
digitales
cabezales de discos
GSM
profesional
Audífonos
Suspensiones activas
Cancelación de eco
Multi-media
Realidad virtual
Instrumentos
Instrumentación
ADPCM
Videoteléfonos
Procesamiento
musicales
médica
paralelo
Tabla 2.1 - Ejemplos de aplicación
2.1.9 DSP EN SISTEMAS DE CONTROL
Un área creciente en aplicación de los DSP es la del control de sistemas. Hay algunas características
en los sistemas digitales que los hacen muy interesantes para el control. Con los procesadores digitales de señal
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se ha conseguido tal capacidad de muestreo y rendimiento en tiempo real que se ha aumentado el ámbito de
A pesar de la creciente popularidad del control digital, las soluciones analógicas han seguido
existiendo en otras áreas del proceso de señales. La razón para esto es que ciertas aplicaciones de control son
diferentes de las de proceso de señales de propósito general. Los sistemas analógicos proporcionan
efectivamente tasas de muestreo infinitas y son infinitamente variables. Los sistemas digitales tienen tasas de
muestreo finitas y un número finito de niveles de salida. Esto tiene importantes implicaciones para el
rendimiento y estabilidad de sistemas de control. Sin embargo, las limitaciones del control digital pueden ser
superadas mediante un diseño cuidadoso y existen ya dispositivos que están siendo usados en un amplio
abanico de sistemas de control.
La teoría del control digital es distinta respecto a la del procesado digital de señales de propósito
general, y no vamos a entrar en ella con más profundidad.
2.1.10 CAPACIDAD DE LOS DISPOSITIVOS ANALÓGICOS VLSI
Habiendo gastado una gran cantidad de tiempo viendo las ventajas y capacidades del proceso digital
de señales y los procesadores, justo es hacer un balance.
Las mejoras más significantes en el rendimiento de los sistemas electrónicos pueden ser atribuidas
ciertamente a la disponibilidad de una amplia capacidad de proceso digital que ha sido económicamente viable
gracias a las mejoras en los procesos de fabricación y la reducción de las geometrías. Nunca han existido tan
grandes avances en las técnicas de proceso analógico las cuales aún requieren que la arquitectura del sistema
sea cuidadosamente considerada.
La euforia del crecimiento de la tecnología digital a principios de los años 80 hizo parecer como si
los únicos componentes analógicos necesarios fueran un amplificador operacional 'ideal' y un convertidor
analógico a digital (ADC) multi-bit libre de errores de conversión. Con su ancho de banda de ganancia
infinita, ruido nulo y unas impecables características de corriente continua (DC) el Amplificador Operacional
sería configurable para amplificar y ecualizar la señal originada en cualquier transductor. Gracias al tiempo de
conversión nulo y al grandísimo número de bits de resolución el ADC presentaría la señal incorrupta al
procesador digital de señal el cual seguramente la reproduciría sin daño alguno.
La realidad muestra que al final los costes se evalúan de forma que se tienen en cuenta todas las
posibles implementaciones, analógica, digital o mixta (una combinación de técnicas analógicas y digitales). En
algunas aplicaciones los avances producidos en los componentes analógicos nos conducen a decidirnos por la
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solución analógica. Estas no muestran ninguna de las limitaciones de los sistemas digitales tales como los
2.1.11 HACIA EL AMPLIFICADOR OPERACIONAL (AO) IDEAL
Los parámetros que se han visto más mejorados en la última década han sido:
• Parámetros de Corriente Contínua (DC) (voltaje de offset, corriente de fugas, etc.)
• Velocidad (de respuesta, ancho de banda)
• Ruido
• Consumo
• Precio/Rendimiento
A grandes rasgos se puede decir que el AO ideal ya está aquí, ¡aunque se encuentra en más de un
encapsulado! Por ello hay que significar que todos los defectos han sido minimizados hasta el punto de la
idealización de los componentes pero existen más características que las del dispositivo tipo. Esto no suele ser
muy preocupante pues los usuarios están a menudo interesados en unos pocos parámetros. Por otra parte, los
dispositivos están configurados para ser utilizados en aplicaciones específicas. Esto se consigue utilizando
tecnologías particularizadas y técnicas de circuitos.
Las técnicas de anulación del offset de entrada han permitido la existencia de dispositivos con un
voltaje de offset de entrada de 1 µV.
Garantizar 1 µV de tensión máxima de offset de entrada requiere un control muy escrupuloso del
voltímetro puesto que los errores térmicos podrían fácilmente cubrir el error inducido por el amplificador.
La corriente de fugas se compone de varios factores. Las pérdidas a través del encapsulado mismo
pueden ser las más importantes y por ello se tiene mucho cuidado en las actuales plantas de ensamblado para
minimizarlas. En segundo lugar, las estructuras utilizadas para proteger los transistores frente a descargas
electrostáticas (ESD) deben ser cuidadosamente elegidas para impedir el empeoramiento de la corriente de
entrada. Los procesos CMOS actuales tienen unas pérdidas virtualmente inmedibles y el uso de ciertas capas
pasivas asegura que estas características no se deteriorarán durante la vida del dispositivo.
Los procesos modernos utilizados en la fabricación de componentes analógicos se han aprovechado
de los avances realizados en la geometría alcanzada en los transistores, incluso tienen componentes digitales.
La reducción del tamaño de un transistor lleva consigo la reducción de las capacidades y las resistencias
parásitas, lo que mejora la velocidad de respuesta del mismo. Los circuitos que se están usando pueden
diseñarse para ser utilizados en un amplio abanico de aplicaciones. Todo esto supone un particular beneficio en
circuitos para telecomunicaciones y en productos para TV y vídeo.
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La mayor parte de los avances en la reducción del ruido en los componentes analógicos se han
debido a los procesos de control. Los efectos aleatorios del ruido por contaminación que afecta aparentemente a
conjuntos idénticos de circuitos son ya algo del pasado. Estos efectos eran principalmente debidos a la
contaminación por sodio. Las limitaciones en el rendimiento actuales se encuentran prácticamente en las leyes
físicas. Los procesos seguidos actualmente para combatir el ruido son mucho más minuciosos y sofisticados. La
utilización de transistores de geometrías precisas es ahora una ciencia bien conocida y no un oscuro arte como
en el pasado.
Virtualmente cada nueva aplicación con componentes electrónicos tiene un primer punto a cumplir
como es el consumo de potencia del circuito. Consideremos el circuito del contador de energía eléctrica
consumiendo 1 mA. Esto en sí no es un problema, sin embargo la energía es consumida y pagada por la
compañía suministradora, no por el consumidor. Supongamos que en España hay aproximadamente unos 10
millones de contadores. Si cada uno consume 1 mA a 240 V, tenemos una potencia consumida de 2,4 MW.
Esta es aproximadamente la capacidad de una pequeña central generadora de energía eléctrica solo para
alimentar los contadores.
Las técnicas que utilizan muestreo y detección se han hecho muy populares. La idea es activar el
circuito de detección brevemente desde su estado de reposo para realizar una medida exacta en un breve
periodo de tiempo. Esto tiene la ventaja de que puede realizarse una lectura de calidad utilizando suficiente
corriente para minimizar el efecto del ruido mientras se mantiene el consumo medio del circuito a niveles
mínimos. Los circuitos han sido diseñados para activarse, tomar una lectura de 12 bits de precisión y volverse a
apagar otra vez en menos de 5 µs.
En general ha habido una reducción importante en la relación precio/rendimiento para todas las
funciones analógicas. Esto se hace particularmente cierto en los componentes de estándar de grado profesional
como amplificadores operacionales, comparadores, convertidores de datos, etc. La disponibilidad de
componentes con especificaciones de primera calidad a precios económicos ha hecho que se llegue a unos
rendimientos y una exactitud que anteriormente no era comercialmente viable. La escala de fabricación, el
encapsulado de bajo coste incluyendo el montaje superficial y la reducción de los costes de las pruebas y
ensayos han contribuido a las susodichas reducciones.
2.1.12 OTRAS FUNCIONES DE LOS CIRCUITOS
Convertidores Analógico-Digitales: El convertidor sigma-delta es el foco de atención en estos
momentos y utiliza técnicas digitales. Hay un peligro en saltarse otros métodos como el convertidor tensiónfrecuencia. Este proporciona la exactitud de un convertidor sigma-delta, pero es mucho más lento. Sin embargo
a menudo se pasa por alto la ventaja que su característica de corriente contínua en muchísimo mayor.
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Comparadores: Casi todas las técnicas y mejoras en los procesos aplicados a los amplificadores
operacionales son aplicables a los comparadores. Se han beneficiado de las técnicas de auto cero, CMOS, bajo
consumo y bajo costo utilizadas para mejorar los amplificadores operacionales y están muy cerca del deseado
componente ideal para muchas aplicaciones. Sin embargo, su velocidad es una característica a distinguir. Aquí
se debe apuntar que no se ha avanzado demasiado en la última década. Velocidad y consumo están todavía
indisolublemente ligadas.
2.1.13 SUMARIO
Durante la pasada década se han obtenido significantes mejoras en el diseño analógico. Este
periodo ha visto también incrementarse el uso masivo de los dispositivos DSP y sistemas para resolver un
amplio abanico de problemas. Las ventajas del procesamiento digital de señales son muy amplias y es
improbable que haya un gran resurgimiento del proceso analógico de señales en un futuro cercano. Estamos
viendo que los circuitos analógicos están siendo usados ampliamente en compañía con DSP’s en un mismo
diseño, a menudo para realizar tareas de preproceso y acondicionamiento de las señales.
Es cierto que el DSP tiene limitaciones en cuanto al ancho de banda de funcionamiento en relación
al tiempo de ciclo de proceso y la complejidad de los algoritmos que utiliza, debe pues aplicarse circuiteria
analógica para manejar señales en un mayor ancho de banda. Esto provocará una demanda de dispositivos
analógicos mejores en aplicaciones tales como las comunicaciones móviles. Tanto en el campo digital como en
el analógico, los avances tecnológicos son rápidamente adoptados por los usuarios y los nuevos sistemas
demandan una contínua ampliación y mejora por parte de los diseñadores de dispositivos.
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