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Sensórica.

- Sensando el pasado - Cerca y lejos al mismo tiempo - Mirando atentamente el corazón

mundo Nº 420 • JULIO-AGOSTO 10

DISEÑO. Introducción al convertidor D/A (I) Convertidor de datos interno o externo: criterios de decisión

DOSSIER. El mercado de armarios y envolventes se reinventa

España: 19€ 19 - Extranjero: 27€ 27€ - CETISA EDITORES


Premio Excelencia a la Comunicación 2006 Col.legi d’EnginyersTècnics deTelecomunicacions (COETTC)

EDITORIAL

mundo

Armarios y envolventes para un nuevo ciclo

www.mundo-electronico.com EDITOR ÁREA ELECTRÓNICA: Eugenio Rey [rey@cetisa.com] DIRECTOR: Sergio Lorenzi [lorenzi@cetisa.com] COLABORADORES: Juan José Salgado y Nuria Calle MAQUETACIÓN: Rafael Cardona [cardona@cetisa.com] PUBLICIDAD Enric Carbó [ecarbo@cetisa.com] Miquel Cabo [mcabo@cetisa.com] Publicidad Internacional Sergio Lorenzi [lorenzi@cetisa.com] Módulos Susana Al Bitar [susana.albitar@tecnipublicaciones.com] Coordinadora Publicidad Isabel Palomar [ipalomar@cicinformacion.com] SUSCRIPCIONES Ingrid Torné e Elisabeth Díez [suscripciones@tecnipublicaciones.com] CONSEJO ASESOR JOSÉ LUIS ADANERO, JOSÉ CABALLERO ARTIGAS, ANDRÉS CAMPOS, ERNESTO CRUSELLES, EDMUNDO FERNÁNDEZ, PERE FITER, JESÚS GARCÍA TOMÁS, FRANCISCO J. HERRERA GÁLVEZ, GABRIEL JUNYENT, EMILIO LERA, FRANCISCO J.LÓPEZ HERRERO, MANUEL LÓPEZ-AMO SAINZ, JOSE MIGUEL LÓPEZ-HIGUERA, EDELMIRO LÓPEZ PÉREZ, CARLES MARTÍN BADELL, SALVADOR MARTÍNEZ, JOSÉ A. MARTÍN-PEREDA, MIGUEL DE OYARZÁBAL, RAMÓN PALLÀS, JUAN JOSÉ PERÉZ, RAFAEL PINDADO, JAVIER DE PRADA, VALENTÍN RODRÍGUEZ, SERGIO RUIZ-MORENO, JOSÉ M.SÁNCHEZ PENA, FRANCISCO SERRA, JOSÉ LUIS TEJERINA, PEDRO VICENTE DEL FRAILE, CARLOS VIVAS, JOSEBA ZUBIA. Edita:

Director General: Antonio Piqué Morató Directora Delegación de Cataluña: María Cruz Álvarez Editora Jefe: Patricia Rial OFICINAS: Administración: Avda Manoteras, 44 - 28050 MADRID Tel 91 297 20 00 - Fax 91 297 21 52 Redacción: Enric Granados, 7 - 08007 BARCELONA Tel 93 243 10 40 - Fax 93 349 23 50 CORRESPONSALES Valencia: J. ESPÍ, [José.Espi@un.es] Dpto. Ingeniería Electrónica. - Escuela Técnica Superior de Ingenieria. - Universitat de Valencia, Campus de Burjassot. C/ Dr. Moliner, 50. - 46100 Burjassot Argentina: ERNESTO FEDERICO TREO [etreo@herrera.unt.edu.ar] NATALIA M. LÓPEZ CELANI [nlopez@gateme.unsj.edu.ar] Los colaboradores de Mundo Electrónico pueden desarrollar libremente sus temas, sin que ello implique la solidaridad de la revista con su contenido. Los autores son los únicos responsablesde sus artículos. Los anunciantes son los únicos responsables de sus anuncios. Se prohíbe la reproducción total o parcial de ningún artículo de Mundo Electrónico, ni el almacenamiento en un sistema de informática ni transmisión en cualquier forma o por cualquier medio, electrónico, mecánico, fotográfico, registro u otros métodos, sin el permiso previo y por escrito de los editores. Reservados todos los derechos de reproducción, publicación, préstamo, alquiler o cualquier otra forma de cesión del uso delejemplar para todos los países e idiomas. © Grupo Tecnipublicaciones, S.L. Impresión: SAYN. Printed in Spain. Dep. Legal: B. 24928-71 - ISSN-0300-3787

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ras la fuerte crisis padecida por el sector de armarios y envolventes como consecuencia de la caída de la demanda y de la inversión, y especialmente por el frenazo experimentado por la construcción, las empresas parecen haber entendido bien el cambio de paradigma y han iniciado un proceso de “reinvención”. La estrategia adoptada ha pasado por una apuesta firme por la innovación de sus líneas de producto, una redefinición del marco de relación con los clientes, a partir de ahora más colaborativo, y una proyección hacia los mercados emergentes. En contraste con la situación de fuerte atonía que viven las economías occidentales desde hace ya más de dos años, la crisis ha respetado esta vez a los países emergentes en América del Sur y Extremo Oriente, que continúan inmersos en un proceso de industrialización y se han convertido en un foco de demanda de productos y servicios, capaz de compensar en cierta medida las caída de ventas registrada en el mercado nacional. Algunas empresas han comprendido que una forma de abordar los mercados exteriores consiste en acompañar a las ingenierías y empresas constructoras españolas en su periplo exterior, reforzando el concepto de colaboración entre empresas y aportando soluciones adecuadas a las necesidades en cualquier lugar del mundo. Además, la crisis ha servido para afianzar la idea de que, a partir de ahora, es más necesario que nunca saber gestionar la escasez; en este sentido, conceptos como eficiencia energética se han ido consolidando. Este nuevo requisito social supondrá, sin duda, una oportunidad para el sector de armarios y envolventes. A juicio de las empresas, cabría empezar a hablar de indicios recuperación económica, aunque todavía muy leves. Y en este contexto, los sectores que podrían perfilarse como palanca para la recuperación de las ventas serían el tecnológico, y en particular el configurado por los centros de datos, y el de infraestructuras. Incluso hay quien señala que la apuesta de las economías occidentales por los vehículos no contaminantes podría abrir a medio plazo una importante oportunidad de negocio en el campo de las electrolineras. Las empresas se enfrentan al reto de transmitir al mercado la idea de que la auténtica oportunidad no está, como hasta ahora, en el precio, sino en la calidad. Aunque pueda sonar a lugar común, el reto, ahora, radica en servir al mercado productos que, al margen de cumplir con todos los requerimientos normativos y especificaciones técnicas, aporten cada día un mayor valor añadido a los clientes, en la medida en que se adapten a sus necesidades reales. En este contexto, los servicios de atención y soporte constituirán también una parte sustancial en el período de recuperación que algunos empieza a atisbar.

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sumario

La portada

Nº 420 / JULIO-AGOSTO 10

ROHDE & SCHWARZ www.rohde-schwarz.es

03 Editorial

Armarios y envolventes para un nuevo ciclo

06 Actualidad

Microchip potencia su oferta basada en el sensado táctil capacitivo - Rohde & Schwarz entra en el mercado de osciloscopios - Vicor presenta un regulador con un rendimiento del 97% - National dota de inteligencia a los paneles solares - Aeroflex propone un simulador de los sistemas GPS y Galileo

18 Opinión 6

Kits de desarrollo, placas de evaluación y RoHS por Gary Nevison

20 Dossier: Armarios y Envolventes

El mercado de armarios y envolventes se reinventa por Enrique Armendáriz

22 Tendencias 20

Diseño. ■ Introducción al convertidor D/A (I) por Bill McCulley ■ Criterios de decisión para convertidor de datos interno o externo por Lars Lotzenburger Electrónica de Potencia. ■ Del compartimiento de caída al compartimiento activo de corriente por Peter Huber

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34 Sensórica

■ Sensando el pasado ■ Cerca y lejos al mismo tiempo ■ Mirando atentamente el corazón ■ PSN (PLC Sensor Network)

40 Productos y servicios

La solución: Instrumento de Narda con funciones de análisis temporal

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48 Agenda

Ifema confirma que Matelec superará el medio millar de empresas - SIMO Network dedica espacios a determinados entornos de las TI

50 Índices y avance

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actualidad 6

TECNOLOGÍA

Microchip potencia su oferta basada en el sensado táctil capacitivo S. Lorenzi

■ La combinación del sensado táctil capacitivo y los microcontroladores, que constituyen su núcleo del negocio, representa en la actualidad un importante segmento en expansión para Microchip Technology. Así, el fabricante norteamericano acaba de presentar diversas novedades en esta línea, como son la funcionalidad de este tipo de sensado a través de metales, nuevas herramientas de desarrollo y su nueva familia de micros PIC24F DA. La introducción del sensado táctil capacitivo a través de frontales metálicos supone una primicia en el mercado. Microchip ha tomado como base la versión inicial de su tecnología mTouch, que ahora funciona a través de metal, guantes y sobre superficies que contengan líquidos, al tiempo que

Nueva familia de micros con potentes recursos gráficos La familia de microcontroladores PIC24FJ256DA, formada por ocho modelos, integra tres unidades de aceleración de gráficos y un controlador de visualizador, junto con hasta 96 KB de RAM. Estas características habrían de facilitar la incorporación de visualizadores de gráficos avanzados en numerosas aplicaciones embebidas gracias a la eliminación de RAM externa y de un controlador del visualizador (LCD segmentados de función fija, STN, TFT y OLED con resolución hasta VGA). Esta familia también incorpora 24 canales de sensado táctil capacitivo mTouch integrado, por lo que admite un gran número de botones, cursores y teclas. También integra módulos Full-Speed USB Embedded Host, Dispositivo y On-the-Go para facilitar a los usuarios finales la actualización del software, los datos de registro y ajustes personalizados. Estos dispositivos integran 96 KB de RAM pero disponen de un bloque EPMP de 16 bit que se puede conectar a un bloque de memoria externa.

abre la posibilidad de utilizar Braille en interfaces de sensado táctil capacitivo. Los diseñadores pueden integrar la funcionalidad del sensado táctil capacitivo mTouch con el código de aplicación existente en un microcontrolador PIC de 8, 16 o 32 bit, reduciendo así los costes totales del sistema. La información acerca de la implementación de estas nuevas funciones está ya disponible para su descarga on-line mediante el Centro de Diseño de Sensado Táctil de Microchip. Algunas aplicaciones de estos interfaces con sensado táctil capacitivo mTouch se encuentran en el mercado de electrodomésticos, industria y el automóvil. Dentro de las características más destacables de mTouch es de destacar su bajo consumo, con corriente activa inferior a 5 µA. Microchip anuncia la disponibilidad de la Tecnología de Sensado de Pantalla Táctil Capacitiva por Proyección mTouch, la primera dentro una serie de novedades con patente en trámite que ofrecen soporte a soluciones de pantalla táctil capacitiva por proyección en la oferta de microcontroladores PIC de 8, 16 y 32 bit de la compañía. El anuncio de esta tecnología cuenta con el soporte del Kit de Desarrollo Capacitivo por Proyección mTouch e incluye la disponibilidad del primer dispositivo en implementar la tecnología: el PIC16F707 de 8 bit. SENSADO POR PROYECCIÓN La evolución hacia la mejora de las prestaciones y de la experiencia del

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usuario pasa por innovaciones como el sensado táctil capacitivo por proyección, que permite sensado multitáctil y de gestos. Esta tecnología se puede aplicar en robustos interfaces de usuario con frontal de cristal que simplifican la interacción del usuario. Entre sus principales aplicaciones se encuentran sistemas de posicionamiento global, termostatos, unidades portátiles móviles y otros dispositivos que utilicen visualizadores más pequeños y manejables con el dedo. También está disponible on-line gracias a una licencia de código fuente libre de royalties a través del Centro de Diseño de Sensado Táctil de Microchip. El Kit de Desarrollo Capacitivo por Proyección mTouch incluye un sensor de 3,5 pulgadas montado sobre una tarjeta sensora, una tarjeta capacitiva por proyección con el microcontrolador PIC16F707 y un firmware totalmente funcional. El código fuente abierto es compatible con sensores de hasta 32 canales y el kit incluye una herramienta de Interface Gráfico de Usuario que facilita el ajuste de los parámetros. El PIC16F707 incorpora dos Módulos de Sensado Capacitivo (Capacitive Sensing Modules, CSM) de 16 canales que pueden trabajar en paralelo para aumentar la velocidad de muestreo, y funciona con un amplio rango de tensiones de entrada de 1,8 – 5,5 V, mientras que la corriente de trabajo en la aplicación de sensor capacitivo por proyección es de 1,5 mA a 5 V.


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NUEVA VERSIÓN 0.71

PCI Express 3.0 se retrasa hasta 2011 ■ El PCI Special Interest Group (SIG) acaba recientemente de anunciar una versión ínterin 0.71 de lo que a principios de 2011 será la especificación 3.0 que soporta transferencias de hasta 8 Gigatransferencias/s requeridas para aceptar adaptadores de placas para el estándar Ethernet de 40 y 100 Gbps de reciente publicación, así como para aplicaciones gráficas de altas prestaciones y conexiones Infiniband de la próxima generación. Una de las razones esgrimidas para justificar el retraso de un año sobre la aparición inicialmente prevista, radica según el SIG, en las dificultades que entraña el desarrollo de un complejo esquema de ecualización y decodificación necesario para soportar los 8 GHz de transferencia requerido por la tercera generación de Express. La versión 0.71 detalla los cambios necesarios en la secuencia de entrenamiento para equilibrar adecuadamente una transmisión CC para derivar una señal de reloj, al tiempo que explicita el uso de al menos una etapa de ecualización de realimentación de decisión en el receptor y tres etapas de ecualización lineal continua en el transmisor. La primera versión de PCI soportaba transferencias hasta 2,5 GHz y utilizaba un solo nivel estático de desacentuación de señal; la segunda de hasta 5 GHz utiliza dos niveles desacentuación, en tanto que la tercera es la primera en utilizar la ecualización de realimentación de decisión y una función dinámica por la cual receptores y transmisores negocian los niveles de desacentuación.

Generador de formas arbitrarias de Tabor ■ La familia WaveXciter de Tabor Electronics (representada por Setup Electrónica), con modelos de uno o dos canales, cada uno de ellos con un reloj de 2,1 GS/s y 16 Mpuntos de memoria (32 Mpuntos opcionales), puede generar, literalmente, cualquier forma de onda de hasta 1GHz con 8 dígitos de resolución y 1 punto de granularidad, resultando una creación y regeneración de máxima precisión. Aparte de su capacidad de generar formas de ondas arbitrarias, puede también utilizarse como generador de pulsos, modulador de señales y generador de funciones estándar con todas las prestaciones para resolver diferentes tipos de aplicaciones. Como características principales son de destacar sus 2,1 GS/s, 12 bit de uno o dos canales, canales separados o sincronizados con 10 ps de resolución, senoidal de 1 GHz senoidal y cuadrada de 500 MHz, memoria de 16 M para la señal con 32 M opcionales, hasta 4 Vp-p en acoplo CC o ±5 dBm en trayectorias de salida acopladas en CA, disparo inteligente con hold-off, detect, wait, abort y restart, secuenciador avanzado para paso, bucle, anidación y salto de segmentos de señal, integración de segmentos dinámicos y control de salto de secuencias, dos marcadores programables (positions, width y levels), sincronización de 2 equipos para formar un sistema de 4 canales, almacenamiento y recuperación en disco con memoria interna de 4 GB flash, pantalla LCD de 4 pulgadas e interfaces LAN, USB y GPIB. Mundo Electrónico | JUL-AGO 10


actualidad

Tecnología

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Con sus nuevas gamas RTM y RTO

Rohde & Schwarz entra en el mercado de osciloscopios ■ Rohde & Schwarz inicia su entrada en el mercado de la instrumentación del dominio en el tiempo con la introducción de dos familias de osciloscopios que aumentan el tiempo de adquisición en un factor 20, equivalente al 10% del ofrecido por equipos tradicionales. Los equipos de tiempo real se suministran con 2 y 4 canales con anchos de banda hasta 1 y hasta 2 GHz, y velocidades de muestreo hasta 10 GS/s. Los modelos RTM disponen de ancho de banda de 500 MHz y muestrean a 5 GS/s. Ambas están dotadas de interface Windows de usuario con pantalla sensible al tacto. El funcionamiento de estos osciloscopios se basa en un ASIC que procesa en tiempo real la señal digitalizada y permite analizar un millón de formas de onda por segundo. Otro aspecto destacable es su sistema de dispa-

ro totalmente digital que agiliza el jitter, asigna con gran exactitud la activación del disparo y rearma con gran rapidez un nuevo evento de disparo. LA GAMA RTM Los osciloscopios RTM, que consta de modelos de dos y cuatro canales con un ancho de banda de 500 MHz, ofrecen una precisa visualización y una elevada resolución del tiempo incluso en

FSVR, primer analizador de señal y espectro en tiempo real hasta 30 GHz ■ El analizador de espectro en tiempo real R&S FSVR, disponible en tres modelos (para 7 GHz, 13 GHz y 30 GHz) es el primero en combinar las funciones de un analizador de señal y espectro de aplicación general con las de un analizador de espectro en tiempo real. En tiempo real, el FSVR detecta desde eventos esporádicos hasta señales extremadamente cortas. Medir sin tiempos ciegos es una ventaja importante para los fabricantes de los componentes de RF empleados en sistemas como LTE, WiMAX, WLAN, Bluetooth y RFID, así como en aplicaciones generales de RF como radar y transmisión de salto en frecuencia. En tiempo real, el FSVR captura las señales de RF con un ancho de banda de hasta 40 MHz, computa hasta 250,000 espectros por segundo y muestra gráficamente el resultado. Dispone de muchos modos de visualización y funciones de medida para analizar gráficamente y metrológicamente los resultados. Así, en modo persistente ofrece una visualización codificada por colores de la distribución de probabilidad de frecuencias y amplitudes que se producen durante el tiempo seleccionado por el usuario (periodo de persistencia). Esto permite al usuario tener una visión del comportamiento de las señales en el tiempo. Los saltos en frecuencia rápidos de un transmisor y los cambios importantes de amplitud a corto plazo son visibles. La función de espectrograma muestra un espectro en el dominio del tiempo. La monitorización de las bandas de frecuencia es útil para los fabricantes que intentan encontrar una interferencia intermitente. Los usuarios necesitan esta función también para las transmisiones inalámbricas que

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secuencias muy largas, así como herramientas para un análisis rápido de la señal. Las etapas de entrada y el convertidor A/D de muy bajo ruido proporcionan una sensibilidad de entrada de 1 mV/div sin limitación de ancho de banda ni zoom basado en software. Su manejo se ve facilitado con elementos de control codificados por color, estructura fija del menú y teclas destinadas a las funciones más frecuentes. Con sólo pulsar un botón, la función QuickMeas muestra los valores clave de medida de una señal activa sobre la forma de onda, incluyendo los picos positivos y negativos de tensión, el tiempo de subida y de bajada y el promedio de tensión. Los valores de medida se actualizan de forma continua. La función de “zoom”, los marcadores de eventos, las funciones de medida basadas en el cursor, la función FFT, las

presentan a menudo cambios de frecuencia, como por ejemplo en RFID y Bluetooth. El FSVR se caracteriza por un disparo de frecuencia diseñado especialmente para señales esporádicas. Este disparo de máscara de frecuencia (FMT) responde a eventos definibles en el espectro. El FSVR analiza cada espectro y lo compara con una máscara predefinida. El impacto de la interferencia causada por los transmisores de RF o cambios de frecuencia, puede ser rápidamente analizado. El usuario puede definir la máscara para el FMT en la pantalla táctil del FSVR o bien dejar que se genere de forma automática. Cuando el FSVR no se encuentra en el modo de tiempo real puede ser utilizado como un analizador de señal y espectro: ofrece todas las funciones del analizador de propósito general FSV, además de muchas de sus opciones para la medida de parámetros de RF y análisis de señales moduladas digitalmente. El FSVR también soporta los estándares de telefonía móvil tales como GSM/EDGE, WCDMA, TD-SCDMA, WLAN, WiMAX y LTE. Con más de 1000 barridos/s, el FSV es cinco veces más rápido que cualquier otro analizador de espectro y señal.


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pruebas de máscara y los colores de la temperatura simplifican la localización y resolución de fallos. La gama RTM incluye asimismo sondas pasivas y activas. Para las primeras a un microbotón presente en la sonda se le pueden asignar funciones diferentes para el control directo del osciloscopio. La otra es el R&S ProbeMeter, un voltímetro integrado que mide con precisión la tensión CC para comprobar, por ejemplo, rápidamente la tensión de alimentación o los puntos operativos, independientemente de la configuración del canal en la unidad base. LA GAMA RTO Por su parte, en la gama de osciloscopios RTM de R&S, constituida por modelos de dos y cuatro canales con anchos de banda de 1 GHz y 2 GHz, destaca el ASIC incorporado para el proceso de señal y su innovador sistema de disparo. Los osciloscopios convencionales captan las señales sólo durante el 0,5% del ciclo de adquisición y destinan la mayoría del tiempo a almacenar, procesar y visualizar en pantalla los datos y cualquier fallo que ocurra durante ese periodo no es detectado; en cambio para los RTM se ha ampliado el tiempo de adquisición hasta elevarlo a un 10%.

Un ASIC especial consigue procesar en tiempo real los valores digitales de medida; como consecuencia de ello, los nuevos osciloscopios pueden analizar un millón de formas de ondas por segundo. Incluso con este alto índice de adquisición, todas las opciones de configuración y las funciones de análisis permanecen disponibles sin reducir la velocidad de medida. Otra innovación fundamental en los RTO reside en su sistema de disparo. Los sistemas de disparo convencionales tienen que hacer frente al offset de tiempo y de amplitud entre el camino del disparador o trigger analógico y el camino de adquisición de la señal digital, lo cual limita la precisión del equipo. Con la arquitectura de trigger puramente digital implementada por primera vez en los nuevos osciloscopios, el trigger y los datos capturados comparten el mismo camino de la señal y una base de tiempo común. El resultado es un jitter del trigger muy reducido y una asignación exacta del disparo a la señal. Además, el trigger digital se rearma inmediatamente después de un evento de disparo. El típico retraso en el rearme del trigger analógico queda eliminado, lo que permite detectar eventuales fallos de la señal. El convertidor A/D con un único núcleo

integrado en los RTO trabaja a 10 GS/ s. El método tradicional para conseguir una velocidad de conversión tan alta consiste en utilizar distintos convertidores A/D más lentos que funcionan en paralelo con el offset de tiempo. Debido a que el funcionamiento desde un convertidor A/D al siguiente no siempre es sistemático, queda la posibilidad de que se produzca un desajuste. En cambio, el convertidor de 8 bit de Rohde & Schwarz, con más de siete “bits efectivos”, alcanza un rango dinámico muy alto, con el resultado de una distorsión mínima de la señal y bajo ruido inherente, según afirma la propia compañía.

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actualidad

Tecnología

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Samsung desarrolla un sistema de 512 GB con nueva tecnología DDR NAND ■ Samsung anuncia el primer sistema de almacenamiento de semiconductor capaz de almacenar 512 GB que utiliza un chip de idéntica capacidad de almacenamiento implantado en tecnología NAND con modo de acceso DDR y una nueva tecnología de flip-flop de conmutación, junto con un bus SATA que le confieren una velocidad de lectura secuencial máxima de 250 Mbps y de estructura en modo secuencial de 220 Mbps, equivalente al triple de la velocidad de un disco rígido típico. A estas velocidades, dos películas DVD de longitud estándar, aproximadamente 4 GB pueden almacenarse en cuestión de un minuto. El sistema incorpora un controlador que analiza la frecuencia de uso y preferencias del usuario que de forma automática activa un modo de bajo consumo para ampliar la vida de un ordenador portátil durante una hora o más. Además, está dotado del estándar AES de criptografía mejorado que lo protege frente a accesos no autorizados.

Conmutadores de 16 canales y 230 V que sustituyen a los relés ■ Los modelos MAX14805/6 son los primeros miembros de la tercera generación de conmutadores de 16 canales de alta tensión en configuración monopolar (SPST). Cada uno incorpora dos bancos de 8 canales controlados por dos entradas lógicas, resistencias de 40 k� para descargar cargas capacitivas como transductores piezoeléctricos. Estas características eliminan la circuitería discreta en cada terminal conmutador analógico y aportan un ahorro en coste y hasta el 60% de espacio en una placa de circuito impreso. Con tiempos de conmutación de 5 µs, están particularmente indicados para dispositivos basados en ultrasonidos, equipos de test no destructivo y sensores industriales. Trabajan con tensiones Vnn desde –160 V a 0 V y Vpp desde +40 V a Vnn+220 V, su gama térmica abarca desde –40ºC a +85ºC y se presentan en cápsulas estándar TQFP de 48 terminales y 7x7 mm. JUL-AGO 10 | Mundo Electrónico

En encapsulado de medio chip

Vicor presenta un regulador con un rendimiento del 97% ■ V·I Chip, filial de Vicor, anuncia el modelo PRM48BH480T200A00, que califica como la solución CC/CC con la mayor densidad de potencia disponible actualmente para aplicaciones con limitaciones de espacio; una solución para aplicaciones de potencia media y baja. En su encapsulado de medio chip (16,5 x 22,0 x 6,7 mm), este convertidor tiene una eficiencia del 97% a 200 W con la misma densidad de potencia que un PRM de 400 W en formato de chip completo. El circuito trabaja a partir de 48 VCC (38 a 55 V) para generar una salida regulada y ajustable desde 5 hasta 55 V. La topología de reductor-elevador con conmutación a tensión cero y su funcionamiento con una alta frecuencia de conmutación (~1 MHz) permiten

una elevada eficiencia y un tamaño reducido para lograr una densidad de potencia superior a 1300 W/pulgada cúbica. El PRM de medio chip se puede utilizar como regulador de tensión no aislado y autónomo o en combinación con los multiplicadores de corriente VTM de chip completo o medio chip del mismo fabricante para obtener una solución CC/CC completa y aislada directa al punto de carga con una respuesta rápida a transitorios y un aislamiento de hasta 2250 VCC. Un lazo externo de control y un sensor de corriente mantienen la regulación y aportan flexibilidad en el diseño de lazos de compensación de tensión y corriente para un suministro preciso de potencia. Es compatible con procesos estándar pick-and-place y SMT.

Osciloscopios USB de Pico ■ Los PicoScope 4226 y 4227 representan la sexta generación de osciloscopios de alta resolución de Pico Technology que incluyen un generador de funciones arbitrarias. Los instrumentos tienen 2 canales de entrada de 12 bit con un ancho de banda de 50 MHz o 100 MHz y permiten la captura de formas de onda detalladas de señales de test de producción, análisis científico, diseño y depuración electrónica. La tercera entrada es el disparo externo. El cuarto conector es la salida del generador de funciones arbitrarias que permite cargar señales arbitrarias predefinidas o capturadas por el osciloscopio, dibujar su propia forma de onda con el editor gráfico o utilizar una de las seis señales predefinidas que incorpora. El PicoScope 4227 muestrea hasta 250 MS/s y el 4226 hasta 125 MS/s. Ambos modelos tienen una profundidad de memoria de 32 Mmuestras que permite utilizar la máxima velocidad de muestreo incluso con bases de tiempo muy lentas. El búfer de memoria puede almacenar hasta 10.000 formas de onda que se pueden visualizar selectivamente con un pop-

up en una ventana de fácil acceso. En el precio, está incluida una versión completa del software de PicoScope que ofrece una gran variedad de funciones avanzadas, tales como máscaras de test, alarmas, decodificación de protocolos serie, filtros programables de banda baja, modos de visualización de persistencia analógica y color digital, visualización en modo XY, FFT. Los tipos de disparo avanzado son por ancho de pulso, ventana, intervalo, dropout y run. Con el equipo se suministra una sonda por canal, bolsa de transporte, actualizaciones gratuitas del software, soporte técnico y cinco años de garantía contra fallos de fabricación.


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Integración en el panel de la tecnología de optimización de potencia

National dota de inteligencia a los paneles solares ■ El SM3320 de National Semiconductor es el primer juego de circuitos para gestión de potencia dotado de una nueva categoría de electrónica incorporada al panel que mejora la energía generada, la fiabilidad y la rentabilidad de los sistemas solares. Perteneciente a la familia SolarMagic, suministra una innovadora solución a problemas antiguos en las instalaciones solares y en su diseño. Los problemas del mundo real provocan problemas de desajuste en los sistemas solares, lo que reduce notablemente la energía generada en la instalación. El sistema puede recuperar hasta un 71% de la energía perdida por problemas de adaptación –independientemente de la tecnología de la célula–, lo que permite a los propietarios de la instalación una mejor previsión de la energía generada y un mayor rendimiento de la inversión. El SM3320 es el primer juego de circuitos para gestión de potencia con una potente electrónica analógica dentro de una nueva categoría de electrónica incorporada al panel que mejora la

energía generada, la fiabilidad y la rentabilidad de los sistemas solares. Suministrado como sistema completo a nivel de placa o como juego de circuitos, el SM3320 incorpora diez circuitos integrados propios, analógicos y de señal mixta, que proporcionan un control digital de alta fiabilidad combinado con sensado analógico y comunicación. Los algoritmos propios aplican un seguimiento del punto de máxima potencia, extrayendo la máxima energía disponible al convertir la tensión y la corriente de entrada al mejor par de tensión y corriente de salida para maximizar el flujo de energía. El SM3320 es cognitivo, ya que detecta la tensión y la corriente de entrada que atraviesa la red de paneles y se ajusta para lograr los niveles óptimos de la cadena. El dispositivo incluye un convertidor de potencia trimodo de 350 W altamente integrado y con una eficiencia del 99,5%. Para alcanzar la máxima captación de energía, el SM3320 puede elevar, mantener o reducir la tensión de cada panel. Entre las opciones disponi-

bles se encuentran la desconexión del panel en caso de incendio y un conjunto de mecanismos avanzados de seguridad. El SM3320 se comercializa con certificación UL y CE al nivel de componente y se encuentra en fase de producción en volumen. El sistema a nivel de placa, que mide 127x89x12 mm y tiene un peso aproximado de 180 g, se adapta fácilmente a la caja de conexiones del panel solar.

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actualidad

Tecnología

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Linear anuncia un convertidor CC/CC de corriente y tensión constantes

Memorias

■ El Linear Technology LT3956 es un convertidor de lado alto de 80 V diseñado para trabajar como regulador de tensión constante y corriente constante en aplicaciones que abarcan desde el gobierno de LED de alta corriente hasta cargadores de baterías y de supercondensadores. Con una tensión de entrada comprendida entre 4,5 V y 80 V, el dispositivo que se suministra en cápsulas QFN de 5 mm x 6mm, utiliza un MOSFET canal N y puede gobernar hasta 18 LED blancos de 350 mA a partir de una tensión nominal de 12 V y entrega una potencia superior de 25 W. Un sensor de corriente incorporado permite su aplicación en topologías elevadora, reductora, elevadora-reductora o SEPIC y de retroceso. En modo elevador, ofrece un rendimiento del 94% que suprime la utilización de disipador térmico externo. Un terminal de ajuste de frecuencia permite programar la frecuencia entre 100 kHz y 1 MHz. Este convertidor aplica atenuación PWM de color verdadero y ofrece en salida un color de LED constante con valores de atenuación de hasta 3000:1.

■ Grandis, empresa estadounidense creadora de la tecnología de memoria de acceso aleatorio basada en el par de transferencia de espín (STT-RAM en su acrónimo inglés), considera que esta modalidad de memoria magnética está llamada a sustituir a las RAM dinámicas y eventualmente a las flash en arquitectura NAND. Según dicha empresa, la STT-RAM combina las ventajas del bajo coste de las DRAM, las prestaciones en cuanto a velocidad de las SRAM y la no volatilidad de las flash, al tiempo que considera que solventa los inconvenientes de la primera generación de las RAM magnéticas conmutadas por campo. Durante años, los fabricantes de RAM alternativas, como las FeRAM, MRBM, RAM de cambio de fase y RRAM, entre otras, han propuesto separadamente sus dispositivos como la memoria universal que sustituiría a las del momento, si bien muchos de los tipos de nueva generación han llegado tarde al mercado y no lograron sobrevivir al efecto de la novedad, mientras las “convencionales” continuaron su integración y relegaron por tanto a los tipos de nueva generación. En el caso de las STT-RAM, se trata de la segunda generación de la tecnología de memorias magnéticas (MRAM)

IBM anuncia un kit de desarrollo de software para redes de sensores inalámbricas ■ Desarrollado por los laboratorios de investigación de IBM en Zurich, Mote Runner es una plataforma portátil programable en lenguajes de programación orientada a objetos estándar, que permite facilitar la compleja tarea de programar redes de sensores inalámbricos. Diseñado para trabajar con recursos limitados: procesador de 8 bit, 8 KB de RAM y 64 KB de flash, puede también utilizarse con técnicas de captación de energía o utilizar energía solar como fuente energética. El kit de desarrollo de software Mote Runner se suministra sin cargo para usuarios no comerciales como universidades y estudiantes y también para usuarios corporativos durante un plazo de evaluación de 90 días que puede descargarse de la página web de IBM alphaWorks. JUL-AGO 10 | Mundo Electrónico

La STT-RAM puede desbancar a los dispositivos DRAM y flash que se basan en el magnetismo de un espín de electrón para producir la característica de no volatilidad de los datos, que soporta un número de ciclos de escritura y borrado ilimitado, pero presenta dificultades a la hora de su fabricación masiva. CORRIENTE POLARIZADA A diferencia de otras memorias magnéticas, la tecnología de Grandis utiliza una corriente polarizada de espín para conmutar los bits, una técnica que según el fabricante, consume menos energía y amplía sus posibilidades de integración. La nueva memoria escribe datos alineando la dirección del espín de los electrones que fluyen a través de un elemento magnetorresistivo de efecto túnel. Otras compañías que se planean entrar en el mercado de las memorias MRAM son Avalanche, Crocus Technology, Hynix, Renesas, Samsung y Toshiba. Hasta la fecha la memoria MRBM más densa es un dispositivo de 16 MB desarrollado por Everspin, empresa desgajada de Freescale Semiconductor, que espera con este desarrollo desplazar tanto a la RAM estáticas (SRAM) alimentadas por batería como a las soluciones discretas asociadas.

Vishay mejora su herramienta de simulación térmica on-line ■ Vishay Intertechnology acaba de introducir mejoras en su herramienta ThermaSim, un producto gratuito que se erigió como el primero en su género que utiliza técnicas de análisis por elementos finitos para incrementar la precisión de la simulación. Aplicable a cualquier aplicación de MOSFET, el programa resulta especialmente adecuado en aplicaciones de alta corriente y elevada temperatura, típicas del automóvil, equipos de telecomunicaciones fijas, ordenadores portátiles y sistemas industriales. Las nuevas mejoras permiten al usuario definir y evaluar el impacto del espesor de la pasta de soldar desde el 100% al 150% del espesor nominal de 0,1 mm; definir el espesor de la pasta entre el componente y el disipador térmico; su modelo de compo-

nente tiene en cuenta el espacio de aire entre el componente y la superficie de la placa de circuito impreso, e incluye además materiales adicionales de la placa de circuito impreso, disipadores térmicos y los aislantes conductores térmicos. Además de simplificar el manejo, la nueva versión ofrece límites paramétricos, evita entradas erróneas y permite seleccionar simulaciones en estado constante, transitorio o de redes RC. La selección/manipulación habilita la ubicación del mismo componente en diferentes partes de la placa, seleccionar/editar capas internas de placa desde una imagen lateral, la selección/edición de zonas de vía a partir de una imagen tomada desde la parte superior y seleccionar/editar el espesor de la soldadura.


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Con canal de control bidireccional

Dispositivo SerDes para I2C de National

■ National Semiconductor ha presentado su familia de dispositivos SerDes (serializadores/deserializadores) caracterizados por su latencia nula y canal de control bidireccional. Estos nuevos dispositivos proporcionan bus de control I2C bidireccional de alta y baja velocidad sobre un simple par trenzado, lo que permite reducir el coste de las aplicaciones que requieren manejo de grandes cantidades de datos. La familia Channel Link III incluye dos conjuntos de circuitos (el serializador DS92LX2121 y el deserializador DS92LX2122) para controlar aplicaciones de visualización en color de 18 bit o enlaces de datos de hasta 1050 Mbps. El segundo conjunto (DS92LX1621 para el serializador y DS92LX1622 para el deserializador) es de 16 bit y alcanza los 800 Mbps de velocidad de transmisión. En ambos casos se basan en una arquitectura LVCMOS de baja tensión y trabajan a frecuencias entre 10 y 50 MHz. CRECE LA GAMA CHANNEL LINK II NS también ha ampliado la familia Channel Link II con dos nuevos modelos serializador y deserialización, se trata de las referencias DS92LV2421 y DS92LV2422 respectivamente que utilizan señalización diferencial de baja tensión (LVDS) y pueden trabajar a 24 bit con velocidades de transmisión de datos de hasta 1,8 Gbps trabajando a frecuencias entre 10 y 75 MHz. Las dos familias proporcionan funciones de acondicionamiento de señal que les permite acelerar la velocidad. Son compatibles con la norma ISO-10605ESD y trabajan en un margen de temperaturas entre -40 y +85ºC.

Sensores de temperatura de 16 bit y alta precisión ■ Los Analog Devices ADT7420 y ADT7320 son sensores de temperatura digitales de baja deriva y alta precisión caracterizados por ofrecer una precisión de ±0,25ºC entre –20 y +105ºC, que los convierte en los más precisos del mercado, una característica que permite eliminar de promediar los resultados y asegurar medidas más rápidas, al tiempo que reducir el consumo y mejorar la fiabilidad en aplicaciones industriales, de instrumentación y médicas. A diferencia de soluciones alternativas, estos sensores están listos para ser conectados y no requieren acondicionamiento de señal o calibración. Se suministran en versión con interfaces I2C (ADT7420) o SPI (ADT7320) que permiten su fácil integración en sistemas. El fabricante garantiza el funcionamiento a tensiones comprendidas entre 2,7 y 5,5 V a temperaturas comprendidas entre –40 y +150ºC; a 3,3 V, la corriente de alimentación típica es de 210 µA. Están dotados de un modo de bajo consumo basado en una muestra por segundo que consume únicamente 46 µA típicos a idéntica tensión de alimentación, mientras que una función de desconexión reduce la corriente de entrada a sólo 2 µA. Las opciones programables adicionales incluye indicadores de sobretemperatura/infratemperatura y temperatura crítica. Se suministran en cápsulas LFCSP de 16 terminales. Mundo Electrónico | JUL-AGO 10


actualidad

Tecnología

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AnalogicTech optimiza el consumo en pantallas retroiluminadas de pequeño tamaño ■ Advanced Analogic Technologies amplía su familia de convertidores CC/CC para pantallas LCD de matriz activa con la introducción de cuatro dispositivos, la serie AAT282X, para incluir funciones de gobierno de LED blancos y buffer VCOM, cuyas aplicaciones de relevancia incluyen los visualizadores para el automóvil, agendas electrónicas, lectores electrónicos y equipos GPS. La serie utiliza bombas de carga negativas y positivas de bajo consumo para generar tensiones VGL y VGH simétricas de 30 V a partir de una tensión de alimentación de 2,5 V. El dispositivo de gama alta de la serie, modelo AAT2822, incluye un convertidor CC/CC triple para alimentar los circuitos de gobierno de hilera y columna, un circuito de gobierno de WLED de retroiluminación de 28 W y un buffer VCOM para distribuir la referencia de tensión de referencia de media escala en todo el visualizador, si bien, y en función de las necesidades del visualizador, la familia ofrece circuitos dotados de menores prestaciones, como la eliminación del buffer VCOM y las opciones de retroiluminación.

TMSC y Tela reducen el tamaño de los SoC en un 15% ■ Taiwan Semiconductor Manufacturing Co (TSMC) acaba de presentar la librería de células estándar Slim Library que reduce el área de bloques lógicos en un SoC un 15% frente a los bloques encaminados mediante librerías de células estándar. La librería, fruto en parte de la colaboración con Tela, permite su utilización en diseños existentes sin necesidad de cambiar las herramientas ni la forma de implantación, consiste en un estilo de disposición de circuitos con densidad uniforme en silicio empleando una separación fija, además de una mejora en el control de fabricación para reducir área de silicio, que permite integrar hasta un millón de puertas por milímetro cuadrado. Ambas empresas han demostrado una mejora del 15% en múltiples versiones de núcleos de microprocesador. JUL-AGO 10 | Mundo Electrónico

Apropiado para aplicaciones civiles y militares

Aeroflex propone un simulador de los sistemas GPS y Galileo ■ El GPSG-1000 de Aeroflex es un simulador posicional que trabaja tanto con GPS como con el nuevo sistema de posicionamiento europeo Galileo. Caracterizado por su portabilidad, este sistema atiende la demanda nuevos sistemas de medida dirigidos a aplicaciones civiles y militares con código L1, C/A y L1C, L2C y L5-GPS, además de los nuevos servicios E1, E5 y E6 correspondientes a las señales del sistema Galileo. El nuevo equipo se puede configurar con simulación para canal único, seis canales o doce canales. Entre las pruebas habituales se incluyen sensibilidad de adquisición, sensibilidad de seguimiento,

tiempo de ajuste para arranque en frío/caliente, precisión posicional, tolerancia a fallos RAIM y simulación de subsistemas para ejecuciones de vuelo 3D. Esta plataforma de Aeroflex utiliza tecnología modular para generación de señales de RF y banda base de forma que produce unos resultados de test de alta precisión y repetibles. Los parámetros de satélite programable permite realizar test específicos para determinar el comportamiento del receptor bajo señales degradas o inválidas. Además, la simulación de señal de satélite dinámica permite crear condiciones de constelación de señales reales.

El IMEC desarrolla un transceptor de RF para vídeo en corto alcance ■ Un equipo de investigadores del IMEC ha desarrollado los bloques constituyentes de lo que a final del año en curso podría consistir en un transceptor de RF capaz de realizar transferencias a 1024 KB/s a distancias de hasta 5 m con un consumo inferior a 1 mW, que abre nuevas posibilidades a la monitorización de pacientes. Según sus propulsores, el dispositivo podría facilitar la creación de dispositivos de redes de área corporal capaces de trabajar durante seis semanas, lo que supera ampliamente a los aproximadamente cinco días de sus homónimos actuales. Trabaja según un esquema de modu-

lación por manipulación on/off y utiliza un receptor regenerativo, al tiempo que permite realizar señalización en el margen de –10 dB, considerada suficiente para redes de área corporal. El futuro componente estaría integrado en tecnología de 90 nm y tendría unas dimensiones de 1,6x0,06 mm y se alimentaría a tensiones comprendidas entre 1,0 y 1,2 V. Con este desarrollo, los diseñadores consideran se da un paso adelante de cara a la obtención en el futuro de dispositivos que trabajen por captación de energía y no requieran pilas para su funcionamiento.


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Con autopolaridad y gestión del consumo

Linear propone un convertidor para captar energía térmica ■ El Linear Technology LTC3109 integra un convertidor elevador CC/CC y gestor de consumo diseñado para trabajar con tensiones de entrada de milivoltios como las producidas por generadores termoeléctricos y termopilas. Su novedosa topología de autopolaridad permite generar energía a partir de tensiones de ±30 mV y captar diferencias de temperatura de ±1ºC en lugar de la energía tradicional de una pila. El dispositivo utiliza dos transformadores elevadores compactos estándar; su LDO de 2,2 V puede alimentar un microcontrolador externo y su principal salida es seleccionable por patilla a una de cuatro tensiones fijas (2,35 V, 3,3 V, 4,1 V o 5 V) para alimentar un sensor, circuitos de adquisición o un transmisor inalámbrico, si bien un circuito externo puede habilitar una segunda salida conmutada y alimentar a dispositivos que carecen de función de desconexión de muy bajo

consumo. La inclusión de un condensador de almacenamiento suministra energía de forma continua cuando la fuente de energía de entrada no está disponible o es intermitente. Su bajo consumo (inferior a 7 µA) y la eficiencia de su diseño permiten realizar cargas del condensador a gran velocidad, al tiempo que el pequeño tamaño de su encapsulado QFN-20 de 4x4 mm o SSOP-20 con terminales de conexión facilitan la creación de sistemas de captación de energía compactos.

Cypress anuncia su plataforma de desarrollo escalable PSoC 5 ■ Cypress Semiconductor ha presentado una nueva plataforma de desarrollo para la arquitectura de SoC (system on chip) denominada PSoC 5 y caracterizada por su combinación de circuitería analógica de precisión con lógica digital y un procesador de 32 bit de altas prestaciones. Los primeros componentes de esta familia tienen la referencia CY8C55xxx y se destinan a aplicaciones industriales, médicas, automoción y equipos de consumo. Entre los dispositivos que integra el PSoC 5 se pueden señalar un convertidor A/D de tipo Delta-Sigma de 20 bit y dos convertidores A/D de aproximaciones sucesivas (SAR) de 12 bit con velocidad de muestreo de 1 MS/s. Asimismo, incluyen bloques PLD universales para el desarrollo de periféricos digitales a medida. INTRODUCCIÓN A LA ARQUITECTURA El kit CY8CKIT-010 se ha concebido para ayudar a los diseñadores a empezar a trabajar con la arquitectura PSoC 5. Incluye software y proyectos

de ejemplo para el desarrollo de acelerómetros, termistores y sensores táctiles y permite el trabajo mediante 28 patillas de E/S de carácter general y un módulo inalámbrico con 12 patillas que se completa con un sistema de depuración tipo SWD (Serial Wire Debugging). El kit CY8CKIT-001, por su parte, se ha concebido para realizar diseños más complejos y ofrece soporte a toda la línea de productos PSoC. El kit contiene una placa de desarrollo y tres placas de módulo procesador para arquitecturas PSoC 1, PSoC 3 y PSoC 5. También se incluye en el kit un dispositivo de evaluación y depuración MiniProg3, cable para prototipos, cable USB y adaptador de alimentación, además del software PSoC Creator y PSoC Designer. Todas las plataformas de desarrollo incorporan muestras de la familia CY8C55xxx con encapsulados TQFP de 100 patillas y QFN de 68 patillas que están en fase de muestreo en estos momentos y estarán disponibles en volumen en el primer trimestre de 2011.

Intel desarrolla procesadores con 50 núcleos ■ Intel ha indicado que la arquitectura Many Integrated Core (MIC) puede contribuir a acelerar las aplicaciones paralelo en diferentes funciones. La arquitectura MIC se deriva de diferentes proyectos de Intel, incluyendo el desarrollo del circuito gráfico Larrabee que ha sido abandonado por la americana pero que ahora se retoma para el desarrollo de procesados con 48 núcleos destinados para la computación en nube “cloud computing”. Sin embargo el primer gran circuito MIC de Intel será el Knight's Corner, que integra 50 núcleos y se ha diseñado según un proceso de fabricación de 22 nm. Estos procesadores se destinan en principio a aplicaciones de en investigación básica, mercados financieros y simulación. Como prueba del potencial de este proyecto el equipo de aplicaciones del CERN (centro europeo para la investigación nuclear), Openlab, está adaptando aplicaciones C++ paralelas hacia la plataforma de software de desarrollo MIC.

FPGA basada en tecnología MRAM ■ La firma de alta tecnología Menta junto con investigadores del Laboratorio de Informática, Robótica y Microelectrónica de Montpellier (LIRMM) francés han anunciado que han conseguido desarrollar un circuito FPGA basado en una célula de memoria resistiva no volátil (MRAM) que sería el primer dispositivo de este tipo concebido hasta ahora y que está pendiente de patente. La arquitectura programable de núcleo eFPGA junto con tecnologías CEA-LETI y CROCUS magnética, sería el primer dispositivo de la familia de FPGA basado en MRAM fabricado con un proceso CMOS de 130 nm con una unión magnética de 120 nm que proporciona una capacidad de 1.444 LUT4, que equivale a alrededor de 20.000 puertas lógicas. Este desarrollo ha tenido la colaboración de la Agencia Francesa de Investigación (ANR) y señala que es un avance lograr la posibilidad de incluir tecnología MRAM sobre la tecnología lógica CMOS tradicional y supone incluir en el mercado un nuevo tipo de FPGA no volátil y robusto. Mundo Electrónico | JUL-AGO 10


actualidad

Empresas

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STMicroelectronics recupera las pérdidas de energía por variabilidad del panel solar ■ Según STMicroelectronics, el modelo SPV1020 es el primer circuito integrado que combina las funciones de optimización energética y de conversión de potencia para generadores solares. Este dispositivo se adapta a este tipo de aplicaciones con independencia del tamaño de los paneles en aras a proporcionar mayor energía a menor coste por vatio. Dotado de seguimiento del punto de máxima potencia distribuido que, a diferencia de los sistemas centralizados que ofrecen una compensación que mejor se adapta a las condiciones de toda la instalación; en este caso compensa cada panel de forma individual, al tiempo que integra además la red de componentes discretos de cada panel y el convertidor CC/CC para establecer la salida CC de baja tensión a una tensión más elevada encargada de producir la tensión de CA de calidad de línea. El dispositivo se suministra en cápsulas PowerSSO en configuraciones de 36 terminales.

Toshiba desarrolla una tecnología de integración que consume 1 mA/µm ■ Toshiba ha logrado una corriente de tan sólo 1 mA por micra, lo que supone el nivel más alto conseguido hasta la fecha por un transistor gracias a la reducción de la resistencia parásita y mejora en el nivel de corriente en torno a un 75%. La compañía ha resuelto este problema optimizando la fabricación de la puerta y reduciendo el grosor de la pared de la puerta de 30 a 10 nm. La baja resistencia parásita se logra mediante un crecimiento epitaxial del silicio en la fuente/drenador con una pared de puerta fina que permite incrementar en un 40% la corriente. La compañía también ha indicado que ha logrado incrementar en un 25% las prestaciones de corriente cambiando la dirección del canal o nanohilo de silicio dentro del plano de dirección. JUL-AGO 10 | Mundo Electrónico

Component Chooser cubre 260.000 dispositivos

RS propone herramientas de diseño para ingeniería virtual ■ RS Components ha presentado tres nuevas herramientas de diseño que quieren responder a las necesidades de los ingenieros. Las tres herramientas son: una completa base de datos paramétrica e independiente del fabricante; la posibilidad de descargar miles de modelos CAD en 3D certificados y una actualización de la plataforma de desarrollo embebido de RS; estas tres opciones forman la primera fase de una iniciativa en curso para ofrecer a los ingenieros un potente entorno online. Component Chooser es un completo motor de búsqueda paramétrico de componentes electrónicos entre más de 260.000 semiconductores, pasivos y componentes electromecánicos. Esta herramienta clasifica los componentes según 5 millones de atributos de búsqueda. Los resultados de búsqueda también incluyen documentación técnica, como hojas técnicas y modelos en 3D (en aquellos productos que dispongan de esta función). La completa biblioteca de modelos CAD en 3D y 2D certificados de com-

ponentes electromecánicos con posibilidad de descarga totalmente gratuita. RS colabora con TraceParts, proveedor en contenido tridimensional de ingeniería digital, para ofrecer este servicio. Los usuarios de la página Web de RS podrán visualizar los modelos tridimensionales giratorios en aquellos productos en los que esta función esté disponible con enlaces a las imágenes "clásicas" para mostrar detalles como el color o el acabado superficial. Los usuarios registrados podrán solicitar el modelo de la base de datos que se convierte en el formato de archivo elegido por el usuario dependiendo del software CAD. Finalmente, RS Components ha anunciado el acuerdo de colaboración con ARM para reforzar su línea de productos para la Plataforma de Desarrollo Embebido (EDP) mediante la incorporación de microprocesadores compatibles con el nuevo programa mbed para ARM. Esta actualización supone la introducción de un módulo mbed que agiliza la creación de prototipos y pruebas para nuevos diseños.

Los micros picoPower de Atmel reducen el consumo hasta un 90% ■ Atmel ha presentado su última generación de microcontroladores picoPower, que se caracterizan por un recorte del consumo estático y dinámico gracias, según el propio fabricante, a una combinación de nuevas técnicas de diseño y fabricación. La familia AVR UC3L de 32 bit proporciona un consumo de corriente estático de 9 nA, lo que supone una reducción del 90% respecto a la anterior versión; además la disminución del consumo en funcionamiento es del 45%. El ahorro se consigue a partir de nuevos métodos de reloj para las puertas que eliminan conmutaciones de tran-

sistor innecesarios, así como eliminar la unidad de coma flotante (FPU), por lo que este tipo de micro son adecuados para aquellas aplicaciones que requieran un consumo muy reducido por encima del uso de la FPU. Entre el resto de innovaciones se incluye integración de la tecnología táctil capacitiva dentro del microcontrolador que, en las versiones anteriores, era un periférico embebido con software adicional. Esta característica también supone un ahorro de energía y permite el desarrollo de periféricos más inteligentes sin necesidad de intervención de la CPU.


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Instrumentación para PC

LeCroy anuncia sus primeros equipos USB ■ Los primeros productos de este fabricante para el mercado de test basado en PC consisten en el analizador lógico LogicStudio 16 USB y el generador de ondas arbritrarias ArbStudio. El primero ofrece 16 canales con una velocidad de muestreo de 1 GS/s y un ancho de banda máximo de entrada de 100 MHz. Destinado para depurar circuitos digitales, está dotado de cursores de temporización, zoom y un modo de formas de onda histórico que puede representar capturas de datos tomadas en medidas anteriores, junto con análisis de protocolos para I2C, SPI y UART

para decodificar las formas de onda a medida que se capturan. Su software está diseñado para conectarse al osciloscopio WaveJet del mismo fabricante. El generador de ondas arbitrarias ArbStudio puede generar señales hasta 125 MHz y el software se ejecuta en un PC externo con formas de onda y lecturas que se muestran en la pantalla del ordenador. Estos equipos de 2 y 4 canales ofrecen una velocidad de muestreo de 1 GS/s, una memoria de 2 millones de puntos/canal y una resolución de 16 bit.

Freescale mejora sus microcontroladores de señal ■ Aplicando tecnologías de nodo de 90 nm y de almacenamiento de película delgada, Freescale Semiconductor ha conseguido reducir en cuatro veces el tamaño de la familia de procesadores ColdFire+ de 32 bit que pasan a tener 5 mm de lado. La nueva familia incluye 40 nuevas MCU destinadas a aplicaciones de muy bajo consumo, convertidores analógicos integrados, soporte a las pantallas con detección táctil, aceleradores de seguridad e incorporan, por primera vez una tecnología de película delgada, denominada FlexMemory, que puede configurarse bien como una flash de gran tamaño o una EEPROM de menor capacidad de almacenamiento. FlexMemory es una tecnología desarrollada por Freescale basada en una arquitectura de puerta flotante implantada en tecnología de película delgada que permite realizar lecturas a 100 µs. Soporta hasta 4,4 ciclos de escritura/borrado en toda la gama de

tensiones de alimentación comprendida entre 1,71 V y 3,6 V y puede configurarse como EEPROM de 2 KB o 32 KB de flash, o una combinación de ambas, como por ejemplo 1 KB de EEPROM y 16 KB de flash. Según el fabricante, los 150 µA/MHz de esta familia es la de menor consumo del mercado, con función de paro de corriente al detectar intensidades por debajo de 500 µA y tiempos de activación inferiores a 1 µs a partir de 10 modos distintos de bajo consumo. Otras características de relieve vienen dadas por incorporar unidad de aceleración criptográfica y generador de números aleatorios asociado, destinado a comunicaciones seguras y servicios de autenticación y redes inalámbricas de sensores. Toda la familia ColdFire+ trabaja con el sistema operativo de tiempo real MQX del mismo fabricante para aplicaciones embebidas, así como con las herramientas de desarrollo CodeWarrier basada en Eclipse.

Nariz electrónica de alta sensibilidad ■ Investigadores del IMEC y del Holst Center han concluido el diseño de un sensor de vapores que puede adaptarse para detectar una amplia variedad de gases utilizando redes inalámbricas en aplicaciones que abarcan desde la sanidad hasta la industria alimentaria. El dispositivo consiste en una matriz de micropuentes, estructuras suspendidas que vibran de forma individual, las cuales pueden recubrirse de polímeros que cambian los patrones de vibración de los micropuentes en función de la velocidad en la que los polímeros absorben los vapores deseados con niveles de sensibilidad expresados en partes por millón. Con unas dimensiones de 8,8x8,8 mm, los dispositivos consumen 170 nW; es decir, 10.000 veces inferior al de los sensores convencionales al tiempo que ofrecen una mejora del rendimiento estimada en 260 veces. Aspirando sobre ellos, estos sensores podrían detectar problemas de salud causados por asma, cáncer de pulmón, enfermedades renales e incluso dietas con carencias; en la industria alimentaria podrían emplearse para determinar grado de madurez, calidad de vinos, quesos o la presencia de toxinas o polucionantes en aire.

Llega la primera FPGA basada en RAM magnética ■ Menta y el Laboratorio de Informática, Robótica y Microelectrónica de Montpellier (LIRMM) han desarrollado en CMOS la primera FPGA que utiliza MRAM capaz de almacenar 1.444 tablas de consulta (LUT), o el equivalente a 20.000 puertas lógicas. Creada como parte del proyecto a gran escala para el desarrollo de dispositivos espintrónicos SPIN, soportado por la Agencia Nacional Francesa de Investigación (ANR), la nueva red lógica se convierte en un nuevo tipo de FPGA no volátil de gran robustez que sobre un sustrato CMOS apila una memoria magnética. Menta tiene previsto iniciar la entrega de las primeras muestras del dispositivo a partir del otoño y estará soportado por las herramientas de desarrollo eFPGA Programmer de Menta que permite crear una arquitectura lógica programable a la medida. Mundo Electrónico | JUL-AGO 10


OPINIÓN 18

Gary Nevison Responsable del Área de Legislación Farnell

Kits de desarrollo, placas de evaluación y RoHS ■ LA SITUACIÓN DE LOS KITS DE DESARROLLO Y LAS PLACAS DE EVALUACIÓN SEGÚN LA DIRECTIVA ROHS siempre ha sido ambigua y debatida por la industria de la electrónica, sin que hasta el momento se haya tomado ninguna decisión legalmente vinculante. El gobierno alemán hace muchos años tomó la decisión de que los circuitos impresos que se vendieran de forma separada para, por ejemplo, aumentar la memoria de ordenadores o añadir nuevas funciones a estos últimos, serían considerados como productos separados según el ámbito de las directivas RoHS y RAEE, a pesar de no tener sus propias cajas o fuentes de alimentación individuales. Ahora todos los estados de la Unión Europea (UE) comparten esa opinión.

“La única guía publicada respecto a los kits de desarrollo y las placas de evaluación es la disponible en el organismo encargado del cumplimiento de RoHS en el Reino Unido, la NMO (National Measurement Office)”

El ámbito de la directiva RoHS abarca los equipos eléctricos y electrónicos de las categorías 1, 7 y 10 de la directiva RAEE. No existe un requisito para los productos sobre si tienen o no sus propias cajas, y pueden usar cualquier fuente de alimentación, incluso pilas, cables USB, etc. La directiva RoHS sólo limita su ámbito a los productos que dependen de la electricidad para su funcionamiento. Por consiguiente, los circuitos impresos distribuidos por separado a los usuarios están en el ámbito de la directiva si sus funciones principales entran en alguna de las ocho categorías de RoHS. La única guía publicada respecto a los kits de desarrollo y las placas de evaluación es la disponible en el organismo encargado del cumplimiento de RoHS en el Reino Unido, la NMO (National Measurement Office). Esta guía dice lo siguiente:

PLACAS DE EVALUACIÓN DE SEMICONDUCTORES El término placas de evaluación cubre una amplia gama de productos, desde productos simples hasta sistemas complejos totalmente integrados. En la mayoría de los casos, la placa de evaluación es de hecho un ordenador de una sola placa que permite la conexión a dispositivos periféricos y/o de entrada para facilitar la programación y la revisión de los chips. Por consiguiente, la mayoría de las placas de evaluación están en la categoría 3 de la directiva RAEE (equipos de informática y telecomunicaciones) y deben ser conformes a RoHS. En raras ocasiones, estas placas se pueden considerar como consumibles que no entran en el ámbito de RoHS según lo descrito en el documento de preguntas y respuestas de la Comisión Europea. Esto implica que la mayoría de los tipos de placas de evaluación son de hecho ordenadores de una sola placa y por ende están en la categoría 3 de la directiva RAEE. Esto es correcto para todos los productos cuya función principal sea la informática, y entrarán en el ámbito de la directiva RoHS. Por eso es claro que cualquier placa de desarrollo que se use para programar circuitos integrados entrará en el ámbito. La NMO admite que algunas placas de evaluación no entrarán en la categoría 3, aunque sólo se mencionan los consumibles como ejemplos de lo que se sale del ámbito.

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“La NMO admite que algunas placas de evaluación no entrarán en la categoría 3, aunque sólo se mencionan los consumibles como ejemplos de lo que se sale del ámbito”

“Aunque la función principal de la mayoría de las placas de evaluación es dar información y por ende están dentro del ámbito de RoHS, existen algunas excepciones”

Aunque la función principal de la mayoría de las placas de evaluación es dar información y por ende están dentro del ámbito de RoHS, existen algunas excepciones. La categoría 3 incluye específicamente "equipos de informática y telecomunicaciones" y no simplemente "información" como en el caso del tiempo que muestra un reloj de alimentación eléctrica (incluido en la categoría 4) o un instrumento de medida (que puede dar información sobre temperatura, etc.) que estaría incluido en la categoría 9 y por ende excluido de RoHS en la actualidad. Las placas de evaluación están disponibles, por ejemplo, para diseñar circuitos de cargadores de pilas de litio. Éstos no tienen una función informática (así que no están en la categoría 3) y no están fabricados para cargar las pilas de litio (por lo que no están en la categoría 6 de herramientas). De hecho, no parece haber ninguna categoría en RAEE que sea apropiada para este tipo de placa de evaluación.

CONCLUSIÓN En conclusión, la mayoría de los circuitos impresos simples que se suministran como placas de evaluación estarán en el ámbito de RoHS, especialmente si tienen una función informática, como es el caso de la mayoría de estos tipos. Sin embargo, existirán algunas excepciones y por eso es necesario revisar las funciones principales de cada tipo de placa en cada caso para determinar si necesitan cumplir con RoHS. En caso de duda, sólo los tribunales pueden dar una opinión legalmente vinculante, así que en la mayoría de los casos será mejor asegurarse de la conformidad de los productos. Es ilegal comercializar en la UE placas de evaluación y kits de desarrollo que no sean conformes y estén en el ámbito de las directivas. Si el productor no sabe si el producto está en el ámbito de la directiva pero sabe que no es conforme y las autoridades deciden realizar una investigación, tomarán medidas si consideran que sí está en el ámbito. ●

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dossier

Armarios y Emvolventes

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El mercado de armarios y envolventes se reinventa La caída de la demanda en España, con el fuerte impacto que supuso el freno del sector inmobiliario, ha impulsado a las empresas a redefinir sus estrategias, dando prioridad a la innovación de los productos, a una nueva definición del concepto de colaboración con los clientes y una decidida inclinación hacia las economías emergentes.

Enrique Armendáriz

E

l mercado de armarios y envolventes ha alcanzado en los últimos doce meses su punto de inflexión, según declaran fuentes del sector. En clave interna, habría conseguido frenar la fuerte caída que se produjo tras el boom inmobiliario y la falta de crédito de las entidades financieras, como señala Ricardo González, responsable de la Unidad de Negocio de Infraestructuras, Energía e Industria de Temper. Pero además, atendiendo a una visión más amplia del mercado, la contracción de la demanda en países con mercados maduros, como sería el caso de España, estaría empezando a compensarse con la demanda de productos y servicios que están generando las economías emergentes, que han iniciado la vía de la industrialización, según la opinión de Jorge Camacho, gerente de Actividad de Envolventes Metálicos de Schneider Electric España. El frenazo en seco del sector de la construcción, que supuso en muy poco tiempo pasar de 800.000 viviendas al año a poco más de las 90.000 previstas para 2010, ha constituido un factor adverso en la evolución del sector de armarios y envolventes, aunque afortunadamente existen otros mercados que son también demandantes de este tipo de productos. Como explica el directivo de Schneider, los envolventes se dirigen específicamente a cuadristas, instaladores y fabricantes de maquinaria, al tratarse de soluciones aptas para cubrir las necesidades de control industrial y automatización, distribución eléctrica y transferencia de datos. “Podemos utilizar envolventes en los mercados de las telecomunicaciones, las infraestructuras, la industria y el sector de las energías renovables. Por otra par-

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te, los armarios de tipo rack también se pueden aplicar a salas de servidores, centros de datos y armarios de cableado en redes informáticas”, asegura Jorge Camacho. UN REPLANTEAMIENTO FORZADO La crisis ha afectado fuertemente al mercado, pero las empresas que han logrado superar el doble hándicap de la caída de la demanda y el recorte del crédito han concentrado toda su capacidad de actuación en la innovación, ampliación y mejora de la gama de productos. Para Schneider, la crisis tiene una segunda lectura: significa también un momento de oportunidad, que debe ir acompañado de un replanteamiento de la propia estrategia de negocio. “Estamos todavía más cerca de nuestros clientes para poder

ofrecerles un servicio de gestión energética integral y de altísima calidad, y estamos apostando fuertemente por las economías emergentes”, declara Jorge Camacho, en la misma línea que el directivo de Temper. Los dos directivos se muestras optimistas con respecto a una hipotética recuperación del mercado en el corto/ medio plazo. Para Ricardo González, de Temper, la reactivación económica pasaría por encontrar una solución a la crisis financiera, con el fin de normalizar el crédito hacia las empresas. Desde su punto de vista, se observan los primeros indicios que indican que la crisis habría tocado fondo. No obstante, es necesario esperar todavía a la ultimación de la regulación del sistema financiero y a la colocación del stock de vivienda construida. “Esto llevará su tiempo, y sería necesario una baja-


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da del precio, algo que los bancos y cajas, principales agencias inmobiliarias, no van permitir”, apunta. En el caso de Schneider Electric, las oportunidades de desarrollo para su negocio vendrán más de la reactivación de los mercados exteriores. “Las nuevas economías están realizando ya importantes inversiones. A escala nacional, muchas empresas de nuestro país operan en estos países emergentes y Schneider Electric, como uno de sus partners de confianza, también está presente en esas inversiones”, sostiene Jorge Camacho. Además, existe un factor cultural que estaría calando aún más con la recesión: el concepto de eficiencia energética. “Ya nadie duda si se debe o no apostar por métodos y mecanismos más eficientes para gestionar su energía. Se trata sin duda de una oportunidad futura que Schneider Electric debe liderar”, añade Camacho. En este contexto, puestos a analizar los sectores que podrían comenzar a tirar con fuerza de la demanda en los próximos meses, desde APC by Schneider Electric, compañía perteneciente al Grupo Schneider, se señalan a los centros de proceso de datos (data centres) como un sector que se perfila de claro crecimiento y con muchas necesidades. La gestión de datos necesita de fuentes de energía muy fiables, que aseguren la energía en y bajo cualquier circunstancia. Además, los data centers necesitan unas condiciones de climatización y seguridad muy determinadas. MAYOR VALOR AÑADIDO En tiempos como los actuales, en los que las empresas se ven abocadas a la necesidad de aumentar el valor añadido de los productos para colmar las necesidades y demandas de los clientes, se impone, a juicio de Schneider Electric, “el diseño de soluciones que ayuden a maximizar todos y cada uno de los kilovatios consumidos y que, además de eficientes, sean sencillos de instalar y modulables”. A este respecto, desde APC by Schneider se cita como ejemplo de solución con gran valor añadido a los armarios rack, un tipo de solución configurable que incluye organizadores de cables para redes informáticas, paneles laterales de montaje y desmontaje sencillos, unidades de distribución eléctrica (PDU) monitorizada y gestionable vía IP. Este producto proporciona también todos los accesorios para la gestión integral del armario informático, como puede ser el monitor, teclado y ratón para la gestión de los servidores infor-

máticos instalados en el armario. Además, los armarios rack pueden incorporar los equipos Netbotz, que son dispositivos de seguridad física, con cámaras de vídeovigilancia. Ricardo González, de Temper, apunta que el precio sigue constituyendo el factor decisivo de compra en los mercados de demanda bajo normativa. ”Un aumento de calidad no es percibido como un plus si el precio se mantiene”, señala. No obstante, considera que, además de mejorar el valor añadido en los productos, existe una clara oportunidad de mejora en la esfera de relación con los clientes, reforzando y cuidando al máximo el servicio de asistencia técnica, entre otros aspectos. TENDENCIAS Sobre las tendencias que se observan en el mercado, este directivo considera que actualmente, como consecuencia de la caída del mercado, se presentan pocas novedades y los productos están en una fase de vida demasiado avanzada. El único nicho de mercado que mantendría su cuota de sería el de las energías renovables. Desde su punto de vista, “mientras no se realicen cambios normativos que tengan en cuenta parámetros medioambientales y de ecodiseño no veremos una revolución en este sector”. Para Schneider Electric, en cambio, sería el momento de reivindicar un nuevo papel a las empresas suministradoras, mucho más colaborativo y comprometido con las necesidades de los clientes. “Éstos nos solicitan cada vez más que les acompañemos desde la fase inicial de concepción de los proyectos hasta su fase final, aportando en cada etapa nuestro amplio conocimiento de producto y aplicaciones. Esto implica proporcionar productos específicos para cada instalación”, indica Jorge Camacho. El directivo asegura que, cada día en mayor medida y al margen de su función protectora, al envolvente se le exigirán más funciones, como el control de clima en su interior, dado que el nivel de integración ha aumentado considerablemente. Finalmente, en cuanto a la gama de productos que podrá experimentar a medio plazo una mayor demanda, desde Schneider no dudan en señalar las aplicaciones y soluciones relacionadas con el sector de las infraestructuras. En este sentido, señalan que están desarrollando una serie de envolventes y accesorios específicos para cubrir todas las necesidades de este sector. Otra oportunidad de mercado que señalan es el constituido por las electrolineras.

Novedades ARMARIOS DE INTEMPERIE CR DE TEMPER La gama de armarios de intemperie CR ha sido desarrollada pensando en sus aplicaciones y en los montajes que en ella se realizan, ajustándose a las necesidades del mercado y permitiendo desarrollar una amplia gama, tanto en dimensiones como en accesorios. Los materiales utilizados proporcionan una elevada resistencia y rigidez mecánica con una importante reducción de peso. Se pueden solicitar versiones especiales con acabados antivandálicos en diferentes colores. GAMA SPACIAL SF Y SM DE SCHNEIDER ELECTRIC La gama Spacial SF y SM de Schneider Electric proporciona protección de los dispositivos de automatización y eléctricos, al tiempo que garantiza su seguridad bajo cualquier condición climática. Se fabrica en el centro de producción de Capellades (Barcelona) y se exporta desde España a más de 75 países. La compañía ha invertido en esta solución un total de 8 ME y representa un 25% del negocio de la división de envolventes universales. Se trata de un armario versátil, con más de 600 configuraciones diferentes y que permite encajar en cualquier ubicación y/o proyecto optimizando el espacio existente. Estos envolventes son fáciles de instalar y se han diseñado para ahorrar hasta un 25% de tiempo en el montaje e instalación, ya que facilita al máximo el cableado y el montaje de aparellaje. ARMARIOS RACK PARA OFICINAS DE APC BY SCHNEIDER ELECTRIC Entre las novedades en este segmento se encuentran los NetShelter CX, armarios especializados con refrigeración integrada, amortiguación acústica y distribución eléctrica para aplicaciones de servidores y redes en entornos de oficina. Algunas de sus características son: puertas frontales bloqueables; forro de espuma acústica para amortiguar el ruido; seis canales accesorios 0U verticales; paneles laterales extraíbles; punto de acceso de cable posterior especial; distribución eléctrica integrada; extracción del calor integrado; y pie de nivelación ajustable. Mundo Electrónico | JUL-AGO 10


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Tendiendo puentes

Introducción al convertidor D/A (I) Este primer artículo trata el funcionamiento básico del convertidor D/A (DAC) y las principales definiciones, junto con las topologías habituales de los DAC. El segundo estudiará la realización práctica de los DAC, así como problemas como los errores y el ruido, mientras que el tercero y último artículo de la serie revisará dos importantes aplicaciones de los DAC: calibración y control de motores. Bill McCulley, National Semiconductor

N

uestro mundo no es un entorno digital de valores absolutos. Las señales eléctricas del mundo real no están compuestas por estados lógicos altos y bajos, o por ceros y unos. Estas señales son analógicas y se mueven dentro de un margen de tensiones o corrientes. La misión del DAC es convertir el dato digital en una señal analógica. El dato digital puede tener su origen en un microprocesador, ASIC o FPGA, pero en algún momento se ha de convertir a una señal analógica para que tenga impacto en el mundo real. Tanto si el sistema utiliza un amplificador de audio como un indicador de LED o un controlador de motor, la señal final será analógica por naturaleza. El DAC hace las veces de ese puente para transferir una señal digi-

“Lo mejor de lo que somos y creemos: Siempre vivimos gracias a los puentes” Philip Larkin, poeta británico

“En muchos casos, las tensiones de referencia y de alimentación podrían ser iguales, y por tanto el DAC tendrá una única patilla para ambas funciones”

Figura 1. Diagrama de un DAC con entrada en paralelo de 4 bit. JUL-AGO 10 | Mundo Electrónico

tal al dominio analógico, y es de esperar que finalice con una fiel representación de la señal. Como parte importante de numerosos sistemas electrónicos, es bueno aprender los fundamentos del DAC. Desde que se dio a conocer el teorema de muestreo de Nyquist-Shannon, los ingenieros han desarrollado y utilizado los DAC, pero sólo durante los 25 últimos años se encuentran disponibles de manera generalizada los DAC monolíticos. Según el teorema de muestreo de Nyquist-Shannon, todo dato muestreado puede reconstruirse perfectamente; siempre que cumpla los criterios de ancho de banda y de Nyquist [1]. Por tanto, con un diseño adecuado un DAC puede reconstruir los datos muestreados en la aplicación de forma precisa. FUNCIONAMIENTO DEL DAC La figura 1 es un diagrama de un DAC con entrada en paralelo de 4 bit [2]. Con un DAC de 4 bit, existen 24= 16 códigos posibles del dato de entrada, tal como muestra en la primera columna de la tabla. Para el código del dato de entrada, los DAC podrían utilizar directamente el código binario o un sistema complementario de los dos [3], si bien el más habitual es el binario. Los DAC tienen una referencia analógica (VREF), una fuente de alimentación (VA) y una salida analógica. En muchos casos, las tensiones de referencia y de alimentación podrían ser iguales, y por tanto el DAC tendrá una única patilla para ambas funciones. La referencia también puede ser una


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tensión o una corriente, dependiendo del diseño del DAC. El DAC multiplica el código del dato de entrada por la referencia para generar la salida analógica. (Por tanto el DAC desempeña la función opuesta al convertidor A/D o ADC, que es un divisor para convertir una entrada analógica en bits digitales). El DAC puede tener una salida de tensión o de corriente, dependiendo del diseño. Los DAC con salida de corriente resultan especialmente adecuados para aplicaciones de alta frecuencia, en aplicaciones que pudieran exigir una mayor precisión que se puede lograr mediante una conversión corriente-tensión en la placa. Asimismo, algunos tipos de DAC emplean una estructura bipolar (positiva y negativa) en lugar de unipolar, que puede utilizarse para crear DAC multiplicadores de dos cuadrantes y cuatro cuadrantes. En este artículo nos centraremos en los DAC con salida de tensión, a partir de los cuales resulta sencillo extraer la teoría de otras estructuras de DAC. Volviendo a la figura 1, el Bit Menos Significativo (LSB) es el bit situado más a la derecha en el código del dato y representa el valor más pequeño en un código digital y el Bit Más Significativo (MSB) es el bit situado más a la izquierda en el código del dato y también representa el valor a media escala. Como puede verse en la tabla, el LSB (0001b) representa 0,3125 V. El valor del LSB está determinado por esta ecuación básica:

V alor del LSB = G ´

V REF 2N

En la mayoría de los DAC, la ganancia (G) es igual a 1, lo cual reduce la ecuación a VREF/2N. En un DAC ideal, cada bit adicional incrementará la tensión de salida en un LSB. En este ejemplo, el valor de un LSB es 0,3125 V, que es el incremento más pequeño que puede resolver el DAC. Multiplicando el valor del LSB y el Código de Entrada del Dato (Data Input Code, DIN), la función básica de transferencia se puede expresar como:

Salida del DA C = G ´ DIN ´

V REF 2N

Con un DIN de 1111, la salida del DAC es la mostrada posteriormente. Como puede verse, el valor máximo de la salida en este ejemplo es un

“Los DAC de cadena se encuentran entre los DAC más extendidos y hay muchas versiones disponibles, como el básico Divisor Kelvin, con peso binario, basados en potenciómetro digital y DAC con cadena segmentada, entre otros”

LSB (0,3125 V) por debajo de la referencia de tensión (5 V).

Figura 2. Forma de onda senoidal y resoluciones del DAC.

Salida del DA C = 1´15´

5 2

4

= 4, 6875V

Por tanto, la tensión de salida sólo puede aumentar hasta sólo 1 LSB menos que la tensión para el fondo de escala. Esto es habitual para muchos DAC, pero algunos DAC están especialmente diseñados para permitir una tensión máxima de salida para alcanzar la tensión a fondo de escala. ¿Cuál es entonces el factor clave para que un DAC represente correctamente una señal analógica? Es la resolución del DAC o la ‘granularidad’ de la señal que puede producir. En la ecuación 1 se puede ver que el valor del LSB es inversamente proporcional al número de bits (N) y directamente proporcional a VREF. Por tanto un incremento en el número de bits disminuirá el valor del LSB. El resultado es un incremento en la resolución del DAC y una mejor granularidad para la señal. La figura 2 ofrece un ejemplo de una forma de onda senoidal del ‘mundo real’, así como ejemplos de un DAC de 4 bit y 6 bit. Las salidas del DAC deberían representarse realmente por medio de puntos discretos matemáticamente. Sin embargo, debido a los tiempos de retardo, la salida de un DAC en funcionamiento se parecerá a la conocida señal ‘escalonada’ como en un osciloscopio. Conviene destacar que se puede lograr una mejora parecida en la resolución disminuyendo la tensión

de referencia. No obstante esto dará como resultado un menor margen de la salida a fondo de escala, dado que la salida máxima que se puede obtener se ve limitado a VREF - 1 LSB. PRINCIPALES TÉRMINOS Y DEFINICIONES El funcionamiento básico de un DAC se comprende con facilidad, pero los términos que manejan los fabricantes de semiconductores pueden resultar confusos e incluso contradictorios. De ahí que sea importante que el diseñador comprenda los significados de los principales parámetros que aparecen en la mayoría de las hojas de datos de los DAC para la aplicación (tabla 1). ARQUITECTURAS DE DAC Los DAC de Cadena se encuentran entre los DAC más extendidos y hay muchas versiones disponibles. Entre éstas se encuentran en el básico Divisor Kelvin, con peso binario, basados en potenciómetro digital y DAC con cadena segmentada, entre otros tipos. El Divisor Kelvin, también conocido como divisor de cadena, es la topología más sencilla y extendida de DAC. En la figura 5, esta topología emplea resistencias internas con interruptores en cada nodo y un bloque lógico para decodificar las entradas binarias. Un DAC de N bit integrará 2N resistencias y 2N interruptores. Esta topología tiene una salida de tensión y es monotónica por naturaleza y liMundo Electrónico | JUL-AGO 10


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Tabla 1. Principales términos y definiciones Término Monotocidad Resolución Tiempo de estable-cimiento

Definición La monotocidad es el estado en el cual no varía el escalón de la función de transferencia del DAC. La monotocidad es un indicador de linealidad del DAC. La resolución se refiere al número de bits, y con la referencia analógica determina la granularidad de la conversión de la señal. La resolución también se refiere al valor de salida que representa un LSB. El tiempo de establecimiento (figura 3) es el tiempo transcurrido entre un cambio en al código de entrada hasta que se genera la señal de salida del DAC y permanece dentro del rango especificado de la tolerancia de salida o de caracterización. Es importante saber que la tolerancia puede variar entre diferentes fabricantes, y que ello influya mucho sobre el tiempo de establecimiento especificado.

Interferencia (glitch) de salida

La interferencia o glitch de salida (figura 4) es la energía inyectada en la salida analógica cuando varía el código del dato de entrada. La cantidad de energía de la interferencia depende de cuántos bits cambien de estado alto a bajo o de estado bajo a alto. La interferencia de salida con el mayor acarreo (por ejemplo, cambios de 0111b a 1000b) pero también se puede dar durante otras transiciones.

Error de offset

El error de offset, también denominado Error de Código Cero (Zero Code Error, ZE), es la diferencia entre la salida real e ideal cuando el código de entrada es cero. Por tanto, si el error de código cero para un dispositivo está especificado en 1,1 mV, y la palabra del dato de entrada es 0000b, entonces la tensión de salida tendrá un error de offset 1,1 mV por encima de 0 V. El error a fondo de escala (Full Scale Error, FSE) es la diferencia entrada la tensión de salida real y el valor del código a fondo de escala tal como se introduce en el DAC. El error de ganancia (Gain Error, GE) es la desviación del escalón ideal de la función de transferencia del DAC. Se puede determinar a partir de los Errores a Cero y Fondo de Escala como GE=FSE-ZE. La no linealidad diferencial (Differential Non-Linearity, DNL) describe el error en el tamaño del escalón y es la medida de la desviación máxima respecto al tamaño del escalón ideal de 1 LSB. La no linealidad integral (Integral Non-Linearity, INL) es una medida de la desviación de cada código individual a partir de la línea recta a través de la función de transferencia de entrada y salida. La relación de estos dos términos con los DAC y los ADC merece un artículo entero, por lo que se incluye un enlace al final del texto. [4]

Error a fondo de escala Error de ganancia DNL e INL

neal cuando se utilizan resistencias emparejados de forma exacta. Un gran inconveniente de esta topología es su impedancia de salida relativamente elevada. Muchos fabricantes añaden un amplificador interno como buffer de salida para crear una fuente de baja impedancia para los circuitos sucesivos. Se necesita un gran número de resistencias/interruptores, dependiendo de la resolución del DAC. Un DAC de 4 bit sólo necesita 16 resistencias/interruptores, pero un DAC de 12 bit de media JUL-AGO 10 | Mundo Electrónico

“Todo DAC R2-R sólo necesita 2�N resistencias, lo cual facilita el ajuste de los valores de las resistencias; un DAC de 4 bit sólo necesita 8 resistencias y un DAC de 8 bit sólo necesitará 24 resistencias”

resolución necesitará 4096. Las mejoras introducidas en los procesos han hecho que esta topología resulte muy común para DAC de hasta 12-14 bit. A la derecha del diagrama del divisor de cadena puede verse el DAC121S101, que integra un buffer de amplificación y utiliza un interface SPI (Serial Peripheral Bus) para los datos y el control de entrada. Los DAC de Escalera R-2R representan otra topología muy común. En la figura 6, este DAC con salida de tensión utiliza dos valores de re-


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Figura 5. Divisor Kelvin y divisor de cadena de 12 bit DAC121S101.

sistencias, con una proporción de 2 a 1. Como puede verse más adelante, el número de resistencias es mucho más reducido en comparación con los DAC de cadena. Todo DAC

R2-R sólo necesita 2�N resistencias, lo cual facilita el ajuste de los valores de las resistencias. Por tanto, un DAC de 4 bit sólo necesita 8 resistencias y un DAC de 8 bit sólo nece-

sitará 24 resistencias. A la derecha del diagrama R-2R está el diagrama del DAC0831, que incluye un registro de código de entrada en paralelo, así como los bloques funcionales de

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Figura 6. Escalera R-2R.

soporte para la conexión del microprocesador. La escalera R-2R puede diseñarse con salida de tensión o de corriente. Una importante ventaja que aporta la utilización de salida de tensión es la impedancia de salida constante que facilita su conexión a un amplificador de buffer a la salida. De manera muy similar a los DAC de cadena, existen diversas versiones de la topología de escalera R-2R que han sido desarrolladas a medida que se han introducido mejoras en la tecnología de proceso. Los DAC multiplicadores (MDAC) son una variante basada en la escalera R-2R. Dado que los interruptores de R-2R se pueden realizar con interruptores CMOS, resulta sencillo construir una escalera para manejar señales bipolares a la entrada. Mediante la utilización de señales bipolares – positivas y negativas – a la entrada, la topología puede diseñarse de manera que permita contar con MDAC de dos cuadrantes y cuatro cuadrantes. Estos MDAC se emplean a menudo como amplificador de ganancia variable, pero también existen numerosas aplicaciones únicas además de esta función. Los DAC segmentados son una topología que mezcla o coloca en cascada otras diversas arquitecturas de DAC, tanto de cadena como de escalera R2R. Estos DAC especializados se encuentran habitualmente en sistemas de vídeo o audio de alta velocidad en los que la reconstrucción de una señal exige prestaciones dentro de un amplio margen de tensiones o frecuencias. Los DAC Sigma Delta (Σ-∆) son una JUL-AGO 10 | Mundo Electrónico

“Los DAC Sigma Delta son una topología relativamente nueva y funcionan de forma parecida a los ADC Sigma Delta” topología ‘relativamente’ nueva y funcionan de forma parecida a los ADC Sigma Delta. Este circuito DAC toma los datos de entrada a baja velocidad, añade ceros a alta velocidad al flujo de datos y luego realizado un filtrado a lo largo del tiempo a alta velocidad. Este flujo de datos pasa entonces a través de un modulador �-� que convierte los datos en un flujo de bits, seguido por un DAC de 1 bit que conmuta entre tensiones de referencia igual y negativa. Los DAC Sigma Delta (y los ADC) han ganado popularidad gracias a su alta resolución y muy buena DNL. Entre las aplicaciones de los DAC Sigma Delta se encuentran los sistemas de calibración, audio y banda de voz. Se ve limitado por lo que respecta al ancho de banda, por lo que no se utiliza en aplicaciones de alta velocidad. RESUMEN Los DAC desempeñan un importante papel dentro del diseño electrónico al convertir datos digitales en una señal analógica. Los DAC se pueden encontrar en sistemas de calibración, control de motores, equipamiento para test en fábrica, sistemas de audio, equipamiento de medida y sistemas de control, entre otros muchos. Pero

por muy importante que sea el DAC, el ingeniero de diseño debe recordar que tan sólo es una parte de un sistema que puede incluir un procesador y memoria, fuentes de alimentación, circuitos analógicos y otros dispositivos de señal mixta. La arquitectura es lo que une estos bloques funcionales. Los factores que afectan al circuito del DAC (como el ruido y el error) también afectarán a otros bloques de la arquitectura. Teniendo esto en cuenta, el próximo artículo tratará el diseño con DAC. ● REFERENCIAS [1] H. Nyquist, "Certain topics in telegraph transmission theory", Proc IEEE, Vol. 90, Feb 2002 (Reprint); http://www.loe.ee.upatras.gr/Comes/Notes/Nyquist.pdf C. E. Shannon, "Communication in the presence of noise", Proc IEEE, Vol. 86, Feb 1998 (Reprint); http:// www.stanford.edu/class/ee104/ shannonpaper.pdf [2] Los DAC modernos emplean interfaces como I2C (Inter-IC Bus) o SPI (Serial Peripheral Interface), que permiten recurrir a encapsulados pequeños y menos patillas. En este ejemplo práctico se utiliza un DAC anterior con entrada en paralelo. [3] Introducción a los números binarios con signo – http://en.wikipedia. org/wiki/Signed_number_representations [4] Excelente artículo de Nick Gray sobre errores en ADC y DAC (es necesaria inscripción) - http://www.national.com/AU/design/0,4706,179_ 0_,00.html


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Convertidor de datos interno o externo

Criterios de decisión Este artículo compara estos convertidores internos con los convertidores externos convencionales y muestra las ventajas y desventajas de ambos tipos. De esta forma pretende ayudar a los diseñadores de circuitos de señal mixta a tomar mejores decisiones para sus diseños. Lars Lotzenburger, Texas Instruments

L

os convertidores analógico-digital (ADC) se utilizan para conectar un circuito digital al mundo analógico que le rodea. Dado que hoy día esta conexión es necesaria en la mayoría de las aplicaciones, muchos fabricantes integran estos dispositivos en sus circuitos integrados digitales. A la hora de desarrollar un circuito digital que procese señales analógicas, los desarrolladores a menudo deben hacerse esta pregunta: “¿El convertidor integrado en el procesador es adecuado para mis necesidades o debo utilizar un convertidor externo?” La respuesta depende de factores como las prestaciones requeridas (ruido, distorsión), la disponibilidad de soporte de software y el coste. En términos generales, las prestaciones de un convertidor externo son superiores a las de un convertidor interno dotado de los mismos parámetros en cuanto a resolución, topología y velocidad de muestreo, por ejemplo. No obstante, si el convertidor no debe satisfacer ningún requisito especialmente estricto, un procesador de «señal mixta» puede resultar perfectamente adecuado. El convertidor interno permite destinar a otros usos los valiosos interfaces y otras unidades del procesador. Además de un interface digital, un convertidor externo requiere otras unidades, como un contador para generar la frecuencia de muestreo o una patilla para las interrupciones externas. En este contexto, también es interesante mencionar el multiplexado de las patillas del procesador. El problema reside en que no todas las unidades conectadas a la patilla pueden comunicarse con el mundo exterior, ya que cada patilla sólo puede conectarse a una unidad. En el peor de los casos puede ocurrir que los periféricos que se necesitan para otros fines queden inutilizados.

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Los convertidores internos también resultan ventajosos en lo que respecta al soporte de software. La mayor parte del tiempo (y por lo tanto del coste) se dedica generalmente al desarrollo del software. Los convertidores internos requieren menos esfuerzo. Normalmente los usuarios agradecen disponer de código fuente que se pueda probar, adaptar e integrar rápidamente en las aplicaciones. En esos casos no es necesario conocer a fondo el convertidor. Por el contrario, los diseñadores que se decantan por la solución de dos circuitos integrados deben trabajar con el convertidor de datos y con los periféricos utilizados en el procesador. Además es necesario estudiar la compatibilidad entre los interfaces digitales del convertidor externo y del procesador (análisis de sincronización). Aquí hay que mencionar que Texas Instruments soporta el desarrollo de software para convertidores externos mediante la herramienta gratuita Data Converter Support Tool [1]. Este programa permite crear software en C para una pareja de procesador de señal digital y convertidor de datos (ambos de Texas Instruments) seleccionada por el usuario. Los diseñadores pueden parametrizar fácilmente el software mediante unos pocos clics de ratón en el interface gráfico de usuario. El software automáticamente generado se puede integrar fácilmente en la aplicación del desarrollador mediante un interface de software estandarizado. CONVERTIDORES EXTERNOS Como es natural, existen muchos motivos para utilizar un convertidor externo. Por ejemplo, resulta una solución más adecuada en aquellos casos en los que la escalabilidad es un factor esencial. Puede darse el caso de que el módulo se vaya a desarro-

llar para varios sistemas, o que aún no esté claro si es imprescindible utilizar un convertidor de 12 bit o si va a ser suficiente uno de 10 bit, más asequible. Los convertidores externos permiten gozar de cierta flexibilidad incluso después de haber fabricado la placa de circuito impreso. Texas Instruments ha desarrollado una serie de convertidores con patillas compatibles que pueden intercambiarse fácilmente entre sí. La familia ADS795x [2], por ejemplo, dispone de 12 productos, en la cual el diseñador puede escoger entre una resolución de 8, 10 o 12 bit y entre 4, 8, 12 o 16 entradas analógicas. La tarea se reduce así a adaptar el software al convertidor apropiado. Otra ventaja de los convertidores externos es el aislamiento galvánico entre la unidad de procesamiento y la señal analógica. Las señales digitales se pueden aislar mejor que las analógicas, ya que, debido al aislamiento galvánico, las distorsiones de la señal no tienen efecto alguno. A la hora de convertir varias señales analógicas, el número de señales a separar también puede ser menor. En muchas aplicaciones, la ubicación real de la conversión también desempeña una función esencial. Si el sensor se encuentra alejado de la unidad de procesamiento, resulta recomendable convertir la señal lo más cerca que se pueda del sensor. De esta manera se puede transmitir una señal digital por largas rutas sin problemas de pérdidas. Esto resulta de especial importancia en entornos con duras condiciones ambientales, donde las interferencias electromagnéticas son un factor a considerar. Como puede verse, la lista de factores que influyen en la toma de decisiones es bastante larga. No obstante, si se establecen prioridades se puede encontrar la configuración adecua-


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da en un plazo relativamente corto. Hasta ahora, al convertidor se le consideraba una especie de “caja negra”. Los parámetros del convertidor que se requieren para la aplicación, como la relación señal/ruido (SNR), son vitales en este aspecto. El mayor obstáculo a la hora de diseñar un convertidor interno es eliminar el ruido generado por la sección digital del circuito integrado. No obstante, es posible mejorar considerablemente los resultados. Para ello puede ser ya suficiente asignar patillas de alimentación separadas a la sección analógica y generar externamente la tensión de referencia del convertidor, siempre que el cableado externo y la disposición de las pistas en el circuito impreso se hayan diseñado con sumo cuidado. El problema del ruido también afecta a los convertidores externos, claro está. Sin embargo, los diseñadores de circuitos pueden satisfacer las necesidades del convertidor con mucha mayor facilidad. A fin de cuentas, en este caso el objetivo principal es maximizar las prestaciones del convertidor. Por ejemplo, el interface digital se puede especificar de tal manera que la conmutación se lleve a cabo en momentos que no sean críticos para la sección analógica del convertidor. El valor máximo teórico de la SNR de un convertidor en relación con la resolución (en bits) se puede calcular mediante la siguiente ecuación: SNRNmáx[dB] = Nbits · 6,02 + 1,76 Tomemos los procesadores TMS320F283xx [3] como ejemplo de una familia de procesadores con módulo ADC. El convertidor SAR de 12 bit integrado ofrece una SNR de 68 dB frente a los 74 dB teóricamente posibles. Los convertidores externos de 12 bit se aproximan mucho al valor óptimo (menos de 1 dB de diferencia), pero a medida que aumenta el número de bits se hace más difícil acercarse al valor teórico. El convertidor SAR de 16 bit ADS8318 [4], por ejemplo, ofrece una SNR de 91,5 dB frente a los 98 dB posibles (SNR16max[dB]). No obstante, si se promedian los valores de datos es posible reducir aún más el ruido. Evidentemente, esto se consigue a costa de la velocidad de muestreo y requiere más tiempo de cálculo por parte del procesador. De todas maneras el compromiso merece la pena, ya que si se promedian 2N valores de datos, la SNR mejora en N·3 dB. Algunos convertidores ya incorporan una función de promedio. Claro está que

Figura 1. Medida del ruido aplicando una tensión continua a la entrada. La campana de Gauss resultante corresponde al ADS1256. En este ejemplo se miden 1000 valores de datos con una entrada cortocircuitada.

el promedio sólo es útil si el convertidor está suficientemente lejos de su valor máximo teórico de SNR. LA TOPOLOGÍA También resulta esencial la correcta elección de la topología del convertidor. Para obtener el mejor valor de SNR, la topología elegida normalmente es la delta-sigma (∆Σ). Obtener un bajo nivel de ruido es importante en aquellas aplicaciones en las que el sensor analógico proporciona una señal de baja frecuencia, como por ejemplo en las mediciones de temperatura, presión y peso, y reviste especial importancia en aquellas situaciones en las que el convertidor proporciona valores lo más semejantes posibles a una señal de entrada invariable. Cuanto menor sea el nivel de ruido, menor será la variación de los valores. Para medir el ruido se aplica una tensión continua a la entrada y se registran varios valores de datos. El resultado es una campana de Gauss como la que se muestra en la figura 1, que corresponde al ADS1256 [5]. En este ejemplo se miden 1000 valores de datos con una entrada cortocircuitada. Cada valor se obtiene promediando 30 valores (el cálculo se realiza directamente en el convertidor). De esta manera el número de bits efectivos (ENOB) en la desviación estándar de la campana de Gauss se calcula mediante el histograma, en este caso 21,8 bit. Los bits libres de ruido con más información se pueden calcular con el factor de cresta C de la siguiente manera:

C = señalpico / señalefectiva(rms) El factor de cresta se puede seleccionar de manera individual. En la industria se utiliza habitualmente el valor 3,3, que engloba al 99,9% de los valores de los datos. Esto significa que uno de cada mil valores está fuera del intervalo de pico a pico. La diferencia D entre los bits efectivos y los bits libres de ruido se calcula de la siguiente manera: Defectivos-libres de ruido = log2(2·3,3) = 2,722 bits Por lo tanto, podemos decir que en este ejemplo 21,8 – 2,722 = ~19 MSB de cada palabra de datos recibida desde el convertidor están libres de ruido. ● REFERENCIAS [1] Data Converter Support Tool: http://www.ti.com/dcpfreetool [2] Familia ADS795x: http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/ads7950.html [3] TMS320F28335 (representante de la familia TMS320F283xx): http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/tms320f28335.html [4] ADS8318: http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/ads8318.html [5] ADS1256: http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/ads1256.html [6] ADCPro: http://www.ti.com/adcpro

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tendencias

Electrónica de Potencia

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La alternativa

Del compartimiento de caída al compartimiento activo de corriente El compartimiento de corriente es fundamental para una mayor potencia de salida o una mejor tolerancia a fallos en muchos sistemas que utilizan múltiples fuentes de alimentación o convertidores. No obstante, el compartimiento convencional de la corriente no siempre es posible, dependiendo de los parámetros del sistema. Para estas aplicaciones, el compartimiento de caída (droop sharing) puede ser una alternativa adecuada. Peter Huber Ingeniero Jefe de Aplicaciones, Vicor

M

uchos componentes de potencia en paralelo, como transistores, rectificadores, módulos de conversión de potencia y fuentes de alimentación fuera de línea, no compartirán la carga de manera inherente. Con los convertidores de potencia, por ejemplo, uno o más convertidores intentarán asumir una parte desproporcionada de la carga a menos que el compartimiento forzado de la corriente esté diseñada dentro del sistema. Generalmente, el convertidor con la tensión de salida más alta suminis-

trará corriente hasta el límite de corriente que tenga establecido, y que está por encima de su valor máximo. La tensión caerá entonces hasta el punto en que el convertidor con la siguiente tensión más alta empiece a suministrar corriente. Todos los convertidores dentro de un conjunto podrían suministrar una cierta corriente, pero la carga se compartirá de manera desigual. Aunque la limitación de corriente integrada podría provocar que todos o la mayoría de convertidores suminis-

tre corriente, la carga permanecerá en desequilibrio y dejará que los convertidores sean susceptibles a sufrir daños. Las consecuencias de un fallo del módulo también se han de tener en cuenta. En un grupo de dos módulos, si falla el módulo que está suministrando toda la carga, la carga en el segundo módulo debe aumentar desde una carga nula hasta carga completa. Mientras esto sucede, es probable que la tensión de salida descienda temporalmente, lo que puede

Figura 1. El compartimiento de la caída incrementa artificialmente la impedancia de salida para forzar la igualdad entre las corrientes. JUL-AGO 10 | Mundo Electrónico


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Selección de valores El circuito de la figura permite que dos fuentes de alimentación incorporen diodos en O-ring y que compartan la corriente. Se muestran los convertidores CC/CC individuales, pero este procedimiento se aplica con igual éxito a las salidas individuales de sistemas configurables como FlatPac o ComPac. El procedimiento para la selección de los valores resistivos es el siguiente: 1. Medir Rint conectando un óhmetro entre +Out y +S del convertidor CC/CC: - para la salida de 5 V el valor típico es de 23,7 Ω - para la salida de 12 V el valor típico es de 47 Ω 2. Calcular el valor de R1 tal que la combinación en paralelo de Rint y R1 = 20 Ω: - para la salida de 5 V este valor es de 130 Ω - para la salida de 12V este valor es de 36 Ω 3. El valor típico de R2 es la combinación en paralelo de Rint y R1 multiplicada por 0,8 Obsérvese que la resistencia directa del diodo O-ring es la principal variable en la selección de R2. Este valor puede ajustarse para mejorar el compartimiento de corriente o la regulación de tensión. La disminución del valor de R2 mejora la regulación de tensión a expensas del compartimiento de corriente. El incremento del valor de R2 mejora el compartimiento de corriente a expensas de la regulación de tensión:

“En un grupo de dos módulos, si falla el módulo que está suministrando toda la carga, la carga en el segundo módulo debe aumentar desde una carga nula hasta carga completa”

- para la salida de 5 V este valor es de 16 Ω - para la salida de 12V este valor es de 16 Ω 4. El diodo D1 debería ser un diodo con una baja caída directa, preferiblemente en un encapsulado doble (como el Vicor 02838). Si se utilizan diodos individuales, ambos deberían montarse en un disipador común para permitirles el seguimiento mutuo respecto a la temperatura. 5. Mediante la utilización de ecuaciones disponibles en la Sección 5 del Manual de Aplicaciones, se determinan R6, R7 y R8 para un margen de ajuste del 10% para la salida de 5 V, y un porcentaje de ajuste del 5% para la salida de 12 V. Los valores son los siguientes: R6 R7* R8 tensión de salida 5 90,9 Ω 10 Ω 953 Ω 12 191 k Ω 10 k Ω 4,7 k Ω (*) R7 debería ser un potenciómetro con 20 vueltas como mínimo. 6. El ajuste de la tensión de salida se realiza con cada fuente trabajando individualmente sobre una carga que es un 50% de la carga total del sistema. La tensión de salida de cada fuente se ajusta entonces (R7) para una tensión dentro de un 0,1% del valor nominal. Las fuentes compartirán ahora corriente cuando estén conectadas a una carga común en un rango del 10-100% de la potencia nominal.

dar como resultado problemas en el sistema, como su apagado o reinicialización. Si ambos módulos están compartiendo la carga, y falla un módulo, el módulo superviviente sufrirá un transitorio mucho menos severo entre media carga y carga completa y es probable que la tensión de salida tan sólo sufra una ligera caída momentáneamente. La característica de respuesta dinámica de todos los convertidores directos, bien sean resonantes o con modulación de ancho

de pulso, se ve degradada cuando la carga parte de cero (sin carga) cuando la corriente del inductor de salida es discontinua. En el mismo grupo de dos módulos, el módulo que tiene toda la carga también está generando todo el calor, y por tanto origina un tiempo medio entre fallos (MTBF) mucho menor para ese módulo. En un sistema con compartimiento de corriente, todos los convertidores o fuentes funcionan a una menor temperatura que Mundo Electrónico | JUL-AGO 10


tendencias

Electrónica de Potencia

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algunos de los módulos en un sistema sin compartimiento de corriente. Como resultado de ello, todos los módulos envejecen de igual manera. Por tanto, el compartimiento de corriente es importante porque mejora las prestaciones y la fiabilidad del sistema al tiempo que minimiza la respuesta dinámica a transitorios y la necesidad de gestión térmica. Es un ingrediente fundamental en la mayoría de sistemas que utilizan múltiples fuentes de alimentación o convertidores para una potencia de salida más alta o con tolerancia a fallos. COMPARTIMIENTO CONVENCIONAL DE LA CORRIENTE Existen diversos métodos para realizar el compartimiento de corriente en aplicaciones en las que se utilicen fuentes o convertidores en paralelo para aumentar la potencia: – Compartimiento síncrono de la corriente mediante módulos Vicor Maxi, Mini y Micro – Módulos elevadores en una configuración maestro/esclavo con módulos Vicor VE-200 – Control analógico del compartimiento de corriente. Sin embargo, puede que estas técnicas no sean factibles en aplicaciones en las que, por ejemplo, no haya módulos elevadores o los módulos estén funcionando a partir de diferentes tensiones de entrada. Para estas aplicaciones, una alternativa práctica al compartimiento de corriente es el uso del compartimiento de caída JUL-AGO 10 | Mundo Electrónico

“La configuración de compartimiento de caída incrementa la impedancia de salida para forzar la igualdad entre las corrientes. Esto se logra introduciendo una señal de error en el lazo de control del convertidor, lo que provoca que la tensión de salida se comporte como una función de la corriente de carga” (droop sharing), que provoca activamente un descenso de la tensión de salida como respuesta al aumento de la carga. La configuración de compartimiento de caída incrementa la impedancia de salida para forzar la igualdad entre las corrientes. Esto se logra introduciendo una señal de error en el lazo de control del convertidor, lo que provoca que la tensión de salida se comporte como una función de la corriente de carga. El resultado es que a medida que se incrementa la corriente de carga disminuye la tensión de salida. Cada módulo tendrá aproximadamente la misma cantidad de corriente porque todas ellas se suman en un único nodo. Si una fuente está suministrando más corriente que otro, su tensión de salida se verá forzada a disminuir de manera que suministre la misma corriente para una misma tensión desde el nodo sumador. La figura 1 ilustra una sencilla realización práctica de un circuito de compartimiento de caída en el cual la tensión, que es proporcional a la corriente, cae a través de un diodo O-ring

y se utiliza para ajustar la tensión de salida del convertidor asociado. Las principales ventajas del compartimiento de caída son que se puede utilizar con cualquier topología y también que es razonablemente sencillo y económico. No obstante, necesita un dispositivo para el sensado de la corriente en cada uno de los convertidores o fuentes de alimentación. La precisión de compartimiento es mejor a carga completa. La pequeña penalización pagada en la regulación de la carga no supone un problema en muchas aplicaciones. Aunque por lo general no se recomienda mezclar y adaptar convertidores, especialmente aquellos con técnicas para el compartimiento de la corriente que sean incompatibles, el método de compartimiento de caída puede ser más tolerante que las técnicas convencionales. El compartimiento de caída puede ser, por tanto, una alternativa viable al compartimiento de corriente en aplicaciones que necesiten utilizar múltiples fuentes de alimentación o convertidores para lograr una mayor potencia de salida y tolerancia a fallos. ●


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Ramon Pallàs ramon.pallas@upc.edu Óscar Casas jocp@eel.upc.edu José Polo jose.polo@upc.edu

Aplicaciones

Grupo de Instrumentación, Sensores e Interfaces, Escuela Politécnica Superior de Castelldefels, DEEL-UPC

Sensando el pasado ¡Veo cosas maravillosas! fueron las palabras que acertó a pronunciar Howard Carter al ver por primera vez el interior de la tumba del faraón Tutankamón en el ya lejano otoño de 1922. Si viviera actualmente seguramente pronunciaría las mismas palabras pero no sólo referidas a las maravillas de la antigüedad que han sido descubiertas en los últimos años, sino también a la tecnología que permite a los arqueólogos actuales hacerlo cada vez con mayor facilidad. Un ejemplo que evidencia este hecho es la reciente utilización de la tecnología LIDAR (Laser Imaging Detection and Ranging) en arqueología. Esta tecnología permite determinar la distancia desde un emisor láser a un objeto o superficie utilizando un haz láser pulsado. La distancia al objeto se determina midiendo el tiempo de retardo entre la emisión del pulso y su detección a través de la señal reflejada. Cuando el rayo láser llega al terreno, se comporta de forma diferente según las características de los objetos que encuentre, pudiéndose representar tras un procesado digital de señal esta in-

LIDAR EN ARQUEOLOGÍA Arlen y Diane Chase, un matrimonio de científicos de la Universidad Central de Florida (www.ucf.edu) que en los últimos veinticinco años tan trabajado en los restos arqueológicos de la antigua

tan sólo cuatro días de vuelo sobre las espesas selvas de Belice, consiguieron recopilar información que hubieran tardado otros veinticinco años en conseguir mediante métodos tradicionales. Con esta tecnología se consiguió penetrar en la espesa vegetación que cubría la zona y crear imágenes del antiguo asentamiento, así como de las diferentes modificaciones hechas en el entorno por sus habitantes durante el

ciudad maya llamada Caracol (proyecto arqueológico Caracol - www.caracol. org), han sido los primeros en utilizar el LIDAR en ruinas arqueológicas bajo selvas tropicales. Todo empezó en abril de 2009 cuando estos arqueólogos empezaron a trabajar en un proyecto financiado por la NASA en el que se pretendía aplicar la tecnología LIDAR para buscar restos arqueológicos. Los resultados fueron tan positivos que sorprendieron al propio equipo de arqueólogos. Tras instalar un sensor LIDAR en un avión Cessna 337, y después de

siglo V antes de nuestra era. Con estas mediciones, los arqueólogos lograron establecer que el asentamiento tenía una extensión de 177 km2, y pudieron detectar una gran cantidad de estructuras hasta ahora desconocidas: 11 calzadas, miles de bancales y muchas cavernas ocultas, algo que no podían ni imaginar ya que después de 25 años de duro trabajo sólo habían podido realizar el mapa de unos 25 km2. Estos avances, sin embargo, no siempre han sido utilizados en pos a un incremento del conocimiento arqueológi-

reconocido su enorme utilidad en arqueología.

“Para poder referenciar correctamente el punto medido en el terreno, se combinan dos técnicas diferentes: un sistema GPS diferencial de posicionamiento y un Sistema de Navegación Inercial (INS)” formación en forma de imágenes. Para poder referenciar correctamente el punto medido en el terreno, se combinan dos técnicas diferentes: un sistema GPS diferencial de posicionamiento y un Sistema de Navegación Inercial (INS), que permite no sólo medir la orientación exacta del sensor, sino también compensar los movimientos bruscos que puede sufrir cuando se utiliza, y es bastante habitual a bordo de un avión. Hasta ahora esta tecnología se había utilizado fundamentalmente en aplicaciones relacionadas con la geología, topografía, sismología y la física de la atmósfera, pero no se había JUL-AGO 10 | Mundo Electrónico


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Aplicaciones co. Aún están recientes las batallas legales entre los especialistas del buque Odyssey y el estado español por la propiedad de los restos de pecios encontrados en las costas del sur de España. Y es que en esta área de investigación subacuática las tradicionales, y lentas, inmersiones de buzos han dado paso al uso de sensores de barrido lateral, a magnetómetros que localizan masas de hierro y hasta dispositivos portátiles capaces de distinguir a distancia oro, plata y bronce, reduciéndose gracias a ellos el tiempo y el coste para obtener resultados positivos. SONAR Y MAGNETÓMETRO DE PROTONES El sonar de barrido lateral (SSS, Side Scan Sonar) es uno de los instrumentos más utilizados en la teledetección submarina. Usados en arqueología desde 1967, cuando George Bass descubrió gracias a ellos un antiguo pecio romano en las costas de Turquía, han ido aumentando en prestaciones en los últimos años, hasta constituirse actualmente como una herramienta básica de arqueólogo subacuático. Su funcionamiento se basa en la emisión de señales acústicas ultrasónicas de entre 100 kHz y 500 kHz, a

“Si el SSS se complementa con los magnetómetros de protones, ya no sólo es posible descubrir anomalías en el fondo marino sino también detectar en ellas elementos ferromagnéticos” babor y estribor de una sonda remolcada por el barco o dispuesta directamente en su casco. La detección de las señales reflejadas permite, mediante el uso de técnicas avanzadas de procesado digital, obtener imágenes de calidad del fondo marino. Si se complementa esta técnica con los magnetómetros de protones, ya no sólo es posible descubrir anomalías en el fondo marino sino también detectar en ellas elementos ferromagnéticos. Su principio de funcionamiento es la medida de los cambios en la frecuencia de resonancia de los protones de hidrógeno cuando son excitados secuencialmente con un campo magnético inducido o con el campo magnético de la Tierra. Se pueden obtener así resoluciones efectivas del orden de las decenas de picoteslas, que permiten detectar las partes ferromagnéticas de los barcos hundidos. Pero a pesar de la gran ayuda que proporcionan estos avances, no eliminan a día de hoy la necesidad, por ejemplo, de visitar, al inicio de toda investigación, los fondos bibliográficos que permitan ubicar, aunque sea de forma aproximada, cuál es el área que se ha de explorar, ya sea en los fondos marinos o en la selva amazónica. Y es que los avances tecnológicos de los próximos años facilitarán la tarea rutinaria de los arqueólogos, pero no podrán reducir el espíritu de investigación, y un poco de aventura, siempre presente en toda misión arqueológica. Mundo Electrónico | JUL-AGO 10


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Aplicaciones

Cerca y lejos al mismo tiempo El número de mayores de 60 años en Europa aumenta actualmente a razón de unos dos millones por año, mientras que en 2007 aumentaba en un millón cada año. Muchas de estas personas dependen en mayor o menor grado de otras y el continuo aumento de la esperanza de vida no hará sino incrementar su número. Las ayudas públicas concedidas para atender estas personas reflejan la preocupación por un problema que no por previsible deja de ser preocupante. Las previsiones son que en 2050 haya, en la Europa de los 25, 135 millones de mayores de 65 años. Hasta hace poco, las únicas personas dependientes eran los niños pero la evolución demográfica y la incorporación de la mujer al mercado laboral han originado una “generación sándwich” de trabajadores que deben cuidar a niños pequeños o a padres mayores que son dependientes. Este problema no es sólo europeo sino que es común en todo Occidente. Según un informe de la Universidad Estatal de Portland en Oregón (www.pdx.edu), entre un 9 % y un 13 % de los hogares de Estados Unidos con dos o más personas de 30 a 60 años tienen dos personas asalariadas y deben cuidar a ancianos o a niños. PROPUESTAS PARA MONITORIZACIÓN DE PERSONAS Esta situación ha llevado a diversas propuestas para monitorizar personas (ver Sensórica julio-agosto 2009 y noviembre 2009). BeClose (www.beclose.com), un

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nuevo sistema de monitorización doméstico inalámbrico, puede ayudar a quienes deben cuidar de sus padres ancianos, ya sea de cerca o de lejos. Los cuidadores se conectan a una página web donde pueden ver las actividades diarias, aprender los hábitos y rutinas de las personas monitorizadas, y establecer parámetros para recibir alertas cuando ocurra algo anormal. El sistema permite avisar al personal médico con antelación y compartir ideas para mantener involucradas a las

“El sistema BeClose recaba datos en tiempo real de las rutinas y actividades domésticas con una monitorización continua” familias en el quehacer diario de sus padres aunque vivan lejos. “Nuestro uso de la tecnología para conectar las familias proactivamente -antes de que ocurra una crisis- es un nuevo enfoque“, dice Liddy Manson, Presidenta de BeClose, “pensamos que es positivo para la vejez y también gratificante”. El sistema BeClose recaba datos en tiempo real de las rutinas y actividades domésticas con una monitorización continua, y ofrece una visión de la evolución de la salud de las personas mayores a lo largo del tiempo. “A diferencia de los dispositivos que muchas personas mayores llevan colgados del cuello y que activan cuando les su-

cede algo, los sensores inalámbricos de BeClose permiten tener las manos libres e informan continuamente de la actividad en casa –reposo en cama, tiempo en el cuarto de baño, uso de las puertas, ventanas y otras actividades que se pueden seleccionar para su monitorización”, explica Mark Hanson, líder del departamento de Desarrollo de Productos de la empresa. BeClose ha sido probado con un grupo de personas mayores en varias partes de los Estados Unidos y Canadá, incluyendo la madre de Manson de 80 años. Aunque, obviamente, no es lo mismo que tener cuidadores humanos, el sistema ofrece una alternativa a muchas familias que viven lejos de sus padres ancianos, o simplemente tienen poco tiempo o pocos medios para poder cuidarlos. El sistema no necesita herramientas para su instalación y es muy fácil de configurar. Enchufando la unidad principal y colocando los sensores inalámbricos en diferentes zonas de la vivienda, está listo para funcionar en unos 20 minutos. Entonces, el usuario se conecta a una página web privada y sencilla que permite configurar los tiempos para dormir, entrar y salir de la casa, desplazarse por ella, uso del cuarto de baño, comidas, e incluso toma de medicamentos. Los miembros de la familia se pueden conectar en cualquier momento para obtener datos en tiempo real de las personas monitorizadas, ver su actividad, posibles problemas, ajustar las notificaciones, o recibir alertas mediante SMS en el móvil o mensajes de correo electrónico cuando algo salga fuera de lo normal.


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Tecnología

Mirando atentamente al corazón El registro convencional de la actividad eléctrica del corazón mediante electrodos superficiales viene afectado por la conductividad eléctrica de los tejidos biológicos que hay entre el corazón y la superficie del pecho, y por la posición relativa del corazón dentro del tórax. Esto introduce en las señales registradas cambios que no son atribuibles al corazón, y que por consiguiente añaden incertidumbre al diagnóstico. Además, las doce señales (“derivaciones”) que se registran mediante los diez electrodos de un electrocardiógrafo completo son como la proyección sobre el pecho, es decir, en dos dimensiones, de la actividad eléctrica de un órgano tridimensional, de modo que se pierde información. En particular, es difícil identificar con una buena resolución espacial qué zona del miocardio está dañada y produce las alteraciones observadas en el electrocardiograma. Por esta razón, los intentos de reconstruir la distribución de potenciales sobre el corazón a partir de las doce derivaciones torácicas convencionales, e incluso a partir de “mapas” de potencial eléctrico registrados con “chalecos” o mallas equipadas con hasta 80 electrodos, no han logrado superar la competencia ofrecida por los registros intracardiacos basados en un catéter con varios electrodos en su punta e introducido por una vena hasta el corazón, a pesar de la incomodidad, riesgos y coste de este proceso. Además, la exploración puede ser muy lenta si se desea obtener una resolución espacial suficiente para identificar focos de actividad en el miocardio que puedan ser precursores de arritmias futuras. ELECTRODOS EN LA SUPERFICIE DEL MIOCARDIO Un proyecto de investigación conjunto entre las universidades de Pensilvania, Illinois en Urbana-Champain y Northwestern (en Chicago), aborda el problema trasladando los electrodos desde el pecho a la superficie del miocardio. Se trata de un circuito flexible de 25 µm de grosor y 1,5 cm2 de área, que tiene 288 electrodos conectados a más de 2000 transistores recubiertos con un encapsulado flexible y biocompatible. Al ser flexible, el dispositivo se adapta a la forma del miocardio y, una vez sujeto a él, mide sin verse afectado por los movimientos del corazón cuando late.

La clave para conseguir un circuito que es flexible a pesar de incluir tantos transistores es que éstos están fabricados a partir de cintas de silicio de unos 100 nm de grosor. El circuito se deposita sobre un substrato y se encapsula con material epoxi impermeable a través del cual asoman los electrodos. Los problemas que quedan por resolver son comunes a todos los dispositivos implantados y previstos para un uso crónico: cómo incorporar una fuente de alimentación y cómo transmitir la información sin hilos. Los investigadores están trabajando en una versión que permita además la ablación térmica del tejido dañado. Si el éxito acompaña, se prevé usar esta tecnología en neurología para tratar, por ejemplo, la epilepsia y la enfermedad de Parkinson. OXIGENACIÓN DE LA SANGRE Pero el electrocardiograma no es más que un indicador del funcionamiento eléctrico de la bomba que impulsa la sangre por todo el cuerpo, cuyo objetivo final es que a todos los tejidos les lleguen los nutrientes que necesitan. Para evaluar en qué grado se consigue este objetivo, se suelen hacer pruebas de esfuerzo controladas donde, entre otros parámetros, se mide el grado de oxigenación de la sangre arterial. El dispositivo empleado es un pulsioxímetro, que se basa en iluminar la piel y medir la intensidad de la luz reflejada (por ejemplo en un hueso) o transmitida. Los cambios de volumen cuando llega la onda de pulso (fotopletismografía) permiten detectar la frecuencia cardiaca y contienen información sobre la respiración e incluso sobre el estado de los vasos sanguíneos. Pero, además, si se ilumina con dos longitudes de onda seleccionadas adecuadamente (660 nm y 910-940 nm) y se compara la luz recibida de cada longitud de onda, es posible medir el grado de oxigenación de la sangre porque mientras a 660 nm (luz roja) la hemoglobina es mucho más transparente que la oxihemoglobina, a

910-940 nm (luz infrarroja) la absorción es similar. El problema con las pruebas de esfuerzo es que proveen información específica obtenida en un momento concreto. Lo ideal sería tener un sistema capaz de medir varios parámetros durante un periodo de tiempo largo, y los pulsioxímetros comerciales, que miden en los dedos de la mano o de los pies, en el lóbulo de la oreja, o en el tabique nasal, no son los más indicados, pues son muy sensibles a la presión entre la sonda y la piel, y a los movimientos relativos entre ambos. La búsqueda de un sistema simple, discreto y no invasivo para monitorizar continuamente a un paciente durante sus actividades habituales nació hace más de 50 años con los sistemas Holter, que sólo permiten obtener el electrocardiograma. PULSIOXÍMETRO EN EL CONDUCTO AUDITIVO EXTERNO Puede que la tecnología microelectrónica ofrezca por fin una solución capaz de registrar otros parámetros. Investigadores del Instituto Helmholtz de la Universidad Técnica de Renania-Westfalia (RWTH, Aquisgrán), junto con expertos de Audia Akustic Sömmerda e ingenieros del CiS Forschungsinstituts for Mikrosensorik und Photovoltaik, han desarrollado un pulsioxímetro que puede ir alojado en el conducto auditivo externo, donde los artefactos debidos al movimiento, al hablar y al masticar, no son tan acusados como los que experimentan, por ejemplo, los dedos en las actividades cotidianas o al caminar. El dispositivo, basado en la tecnología MORES® del CiS, es un circuito integrado híbrido con uno o varios LED implantados en una cavidad de hasta 250 µm de profundidad excavada en silicio, lo cual permite asegurar una distancia suficiente entre el emisor y el receptor para que el volumen de tejido iluminado sea suficientemente grande, y a la vez se evita la radiación directa entre ellos. Para compensar los artefactos de movimiento, el dispositivo integra también un acelerómetro. El consumo de un prototipo de laboratorio es de 48 mW, excluyendo el enlace Bluetooth, y se debe en gran parte a los LED. Esperemos que prototipos futuros reduzcan dicho consumo y se disponga pronto de “audífonos” capaces de “escuchar” la frecuencia cardíaca, la frecuencia respiratoria, la oxigenación de los tejidos, y quizá también alguno de los otros parámetros cardiovasculares que ahora se pueden obtener con los pulsioxímetros convencionales. Mundo Electrónico | JUL-AGO 10


sensórica 38

Tecnología

PSN (PLC Sensor Network) Los aparatos inalámbricos se pueden clasificar en dos grupos según las previsiones para su alimentación eléctrica: aquellos que el usuario puede recargar a menudo y aquellos que no están previstos para que los recargue el usuario. Dentro del primer grupo están los teléfonos móviles y los ordenadores portátiles, entre otros. Cada pocos días, u horas, hay que recargar sus baterías, pero el procedimiento es simple y económico. Dentro del segundo grupo están los sensores inalámbricos inteligentes, que idealmente deberían ser totalmente autónomos, sin necesidad de que el usuario recargara sus baterías, o cambiara sus pilas. Éste es precisamente uno de los grandes escollos para su mayor implantación, porque la vida útil de sus sistemas de almacenamiento de energía obliga a reducir su consumo hasta extremos que limitan mucho la funcionalidad deseada en algunas aplicaciones. Una solución es aumentar la eficiencia de los sistemas de captación de energía del entorno, pero hay muchas aplicaciones que disponen de una fuente casi inagotable de energía al alcance de la mano: la red eléctrica. Es el caso, por ejemplo, de las aplicaciones en edificios, donde la red eléctrica alcanza prácticamente todos

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“La vida útil de sus sistemas de almacenamiento de energía obliga a reducir su consumo hasta extremos que limitan mucho la funcionalidad deseada en algunas aplicaciones” “La tecnología PLC se ha ido perfeccionando hasta convertirse en una buena alternativa a una red inalámbrica de sensores para uso doméstico, en oficinas u otros edificios” sus rincones. Además, ¿por qué no usar también la red eléctrica como red de comunicación? PERFECCIONAMIENTO DE PLC La tecnología PLC (Power Line Communication) existe desde hace más de 50 años y se ha ido perfeccionando hasta convertirse en una buena alternativa a una red inalámbrica de sensores para uso doméstico, en oficinas u otros edificios, tanto en su interior como en su exterior. Sus comienzos se remontan a 1950. Inicialmente se utilizó para el control remoto de relés de control del alumbrado. A mediados de los 80 comenzó la investigación para utilizar la red eléctri-

ca como soporte de transmisión de datos, utilizando frecuencias entre 5 y 500 kHz, pero sólo en un sentido de transmisión. A finales del siglo XX comenzaron las primeras pruebas de transmisión bidireccional. Uno de los usos más conocidos y extendidos es la creación de una red local para la conexión con Internet, utilizando tecnología de banda ancha (BPL). La tecnología PLC permite transmitir datos vía la red eléctrica con una topología de bus. Consiste en superponer una señal de alta frecuencia, normalmente de unos 130 kHz, y de baja energía sobre los 50 Hz de la tensión eléctrica. Al tener una topología de bus, el direccionamiento es un aspecto importante pero en cambio no necesita los complejos algoritmos de enrutamiento propios de las redes inalámbricas. Para facilitar la coexistencia de diferentes equipos en la misma red se puede utilizar PLC de banda estrecha. Cypress ha presentado el CY8CPLC20 (www.cypress.com), que permite simplificar la realización de los nodos. Es un chip PLC con módem PHY y pila de protocolo de red que permite una comunicación bidireccional. Permite una velocidad transferencia máxima de 2.400 baud/s . Utiliza las frecuencias de 50, 100 y 400 kHz, con modulación de frecuencia. Puede trabajar con redes de distribución eléctrica de 100 V o 240 V en alterna, y de 12 V o 20 V en continua. Integra un procesador de 24 MHz y su consumo típico es de 8 mA. Es una plataforma PSoC (Programmable System-on-chip Controller devices) que incorpora múltiples funciones en un solo dispositivo; así se reducen los costes y se facilita la implementación de órdenes y el control. Esta gran funcionalidad permite realizar un nodo simplemente conectando los sensores, digitales o analógicos, al CY8CPLC20 a través de sus puertos de entrada/salida.


productos y servicios

la solución

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Medidor selectivo de radiaciones para seguridad

Instrumento de Narda con funciones de análisis temporal Narda-STS ha incorporado a su sistema de medidas selectivas de campos electromagnéticos un nuevo modo de funcionamiento, denominado “Scope”, que permite analizar, en el dominio de la frecuencia y el tiempo, las señales generadas por equipos de radar y servicios de comunicaciones móviles como WiFi, WLAN, WiMAX y DECT, así como sistemas de radiocontrol como ZigBee y Bluetooth.

El medidor de radiación selectivo SRM3006 de Narda Safety Test Solutions (cuyo representante es Inycom) incluye ahora el modo “Scope”, que muestra en tiempo real las características de la señal registrada. Es posible, por ejemplo, medir el ancho del pulso y el periodo de la señal, así como definir disparos, igual que se haría con un osciloscopio. Los intervalos de tiempo, definibles por el usuario, van desde 24 horas hasta pocos microsegundos, y la resolución es del orden de nanosegundos. Por tanto, es idóneo para monitorizaciones a largo plazo de canales radio individuales, por ejemplo, durante un día entero, o para detectar impulsos muy pequeños, como los existentes en los sistemas de radar. Al combinar las medidas selectivas en frecuencia con los gráficos en función del tiempo, el instrumento ofrece, según el fabricante, mayores posibilidades que

los puros analizadores de espectro y los sistemas tradicionales de medidas en función del tiempo. En entornos multifrecuencia desconocidos, los expertos pueden determinar el tipo de fuente marcando una línea de frecuencia mostrada en el modo “Espectro” y

CARACTERISTICAS TÉCNICAS ■ Margen de frecuencias: 9 kHz a 6 GHz. ■ Diseñado para medir campos electromagnéticos en aplicaciones medioambientales y de seguridad. ■ Antenas de medida isotrópicas. ■ Medida simultánea de valor medio, el valor RMS y el valor de pico. ■ Los resultados pueden expresarse en V/m, A/m, W/m2, mW/cm2 o dBµV. ■ El equipo tiene almacenadas en su memoria interna las curvas de ponderación de las principales normas de seguridad vigentes. ■ Datos de calibración automatizados para antenas de Narda. ■ El software permite introducir en el instrumento los datos de calibración.

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cambiar al modo “Scope” para observar las características temporales, lo cual resulta adecuado para muchos sistemas de comunicaciones móviles, como WiFi, WLAN, WiMAX o DECT. El ancho de banda de resolución puede ajustarse entre 40 kHz y 32 MHz, suficiente para capturar un canal WiMAX completo. Cuando se conocen las señales (por ejemplo, en estaciones GSM), el usuario puede seleccionar un único canal de tráfico, de 200 kHz de ancho de banda, y medir la carga de los intervalos temporales individuales en el canal de frecuencia, usando el modo “Scope”. En el modo “Scope”, el instrumento guarda los valores de pico reales de las señales de radiocontrol en entornos industriales, como ZigBee o Bluetooth, o en entornos públicos y privados incluso cuando se superponen varias señales.


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ILUMINACIÓN

Dispositivo de retroiluminación LED El A8512 es un circuito controlador LED blanco multisalida destinado a la retroiluminación LED de monitores LCD de gran formato. El dispositivo integra un controlador elevador de salida escalable que trabaja con un modo de control de corriente con frecuencia constante que se puede ajustar entre 300 kHz y 1 MHz. Asimismo integra seis sumideros de corriente internos capaces de manejar hasta 80 mA que pueden combinarse juntos para lograr un mayor nivel de corriente. La atenuación PWM permite un control de los LED. Se pueden configurar varios dispositivos en paralelo con un controlador de control y hasta cinco controladores subordinados que permite gobernar hasta 36 cadenas de LED alimentados a partir del mismo convertidor. El dispositivo trabaja a partir de una única fuente de 8 V a 24 V que incluye protección frente a sobretensión, cortocircuitos y sobretemperatura. Se encuentra disponible en un encapsulado QFN de 5x5 mm de área y 28 contactos, así como SOICW con 24 patillas.

MEDIDA

Sensor magnético tipo ‘reed’ con orientación omnipolar La serie RS de detectores magnéticos tipo ‘reed’ se ha diseñado específicamente para su utilización en aplicaciones de telecomunicaciones. Los conmutadores magnéticos se ajustan a formatos para bastidor y sistemas de panel, y además se pueden utilizar en electrónica de consumo, informática, dispositivos médicos y sistemas industriales o de seguridad. Permiten detectar hasta 5,0 VA con una corriente máxima de conmutación de 0,35 A y una corriente de carga máxima de 0,5 A. La resistencia de contacto máxima inicial es de 200 mW y puede trabajar en todo el margen de temperaturas entre -40 y +140ºC. Estos relés son totalmente compatibles RoHS, se adaptan a sistemas de montaje automatizados y se suministran en cinta y carrete. ■ Fabrica y comercializa: C&K Components

VISUALIZACIÓN

Controlador LCD TFT de alta definición ■ Fabrica y comercializa: Allegro Microsystems

COMUNICACIONES

Módems industriales para GSM/GPRS El amplio abanico de soluciones de Sierra Wireless en la gama de módems industriales GSM/ GPRS y 3G, cubre desde soluciones GSM/GPRS/3G programables por medio de instrucciones AT hasta soluciones 3G ‘Plug and Play’ con servidor web embebido y puerto Ethernet como el modelo Raven XE, pasando por soluciones como el modelo M2M Fastrack Supreme (programable con interface serie que admite tarjetas de expansión para incorporar GPS y E/S de aplicación general), hay que añadir toda una nueva gama de módems industriales que cubren todas las soluciones del mercado, y que incluyen hasta la opción de prepago. Todas estas soluciones de módem M2M forman parte de la familia Airlink y forman la oferta de soluciones M2M de este fabricante.

El controlador de interface ‘multi-sync fully buffered’ SVX-1920, que ofrece un soporte de 10 bit para LCD-TFT de alta definición y gran formato con el objetivo de permitir la visualización de más de 1.000 millones de colores en una pantalla LCD. El SVX-1920 se ha diseñado para cumplir los estándares de entornos profesionales y los requerimientos de OEM en los mercados de radiodifusión, sanidad, defensa, industria y señalización digital. Además, un puerto Ethernet desarrolla monitorización y control de sistema de red/web. El SVX-1920 también ofrece un buen abanico de opciones, como módulos enchufables HD-3000 para entrada HD-SDI 3D, IE-1000 con soporte de 120 Hz mediante adaptador de 10 bit para paneles LVDS de cuatro canales y DisplayMark para monitorizar vídeo en visualizadores LCD. Este controlador, que mide 179x120,4 mm, es compatible con todos los cables LVDS, kits OSD y accesorios de Digital View. ■ Fabricante: Digital View ■ Comercializa: Anatronic

■ Fabricante: Sierra Wireless ■ Comercializa: Diode Electrónica Mundo Electrónico | JUL-AGO 10


productos y servicios 42

HARDWARE CONSUMO

Códec de audio para aplicaciones en telefonía El modelo CS42L73 es un códec de audio de muy bajo consumo diseñado para ofrecer una elevada calidad en aplicaciones de terminales de telefonía inteligentes. El anterior modelo se completa con el CS35L0X que es un amplificador de altavoz tipo D híbrido con una entrada analógica. El primero de ellos permite ahorrar energía en las tareas relacionadas con el audio que, hasta ahora se realizaban por parte del microprocesador. Cuenta con dos convertidores A/D y cuatro convertidores D/A en una arquitectura Delta-Sigma multibit avanzada. Este producto se complementa perfectamente con los dispositivos CS35L00 que ofrece una ganancia de 6/12 dB, CS35L01 con 6 dB de ganancia y CS35L03 con 12 dB de ganancia de clase D que utiliza una arquitectura de bucle cerrado patentada y caracterizada por su bajo consumo y reducido nivel de EMI. La familia CS35L00 consume 0,9 mA de corriente en reposo y el modelo CS42L73 se suministra en un formato WLCSP de 64 bolas. ■ Fabrica y comercializa: Cirrus Logic

MEDIDA

Sistema para pruebas de inmunidad conducida El sistema Cond-IS/10 aporta los componentes necesarios para realizar las pruebas de inmunidad conducida con una solución integral. Incluye los siguientes elementos: generador PMM 3010, para frecuencias de 9 kHz a 1 GHz, -107 a 10 dBm; amplificador PMM 6000N, 9 kHz a 230 MHz, 10/15 W; atenuador ATT25W, 6 dB, 25 W máximo; CDN M3-16, 3 líneas de 16 A cada una, calibrado a niveles de 1,3 y 10 V; kit de cables para conectar completamente la solución, Cab-06; y software PMM Immunity Suite Software para sistema operativo Windows.

■ Fabricante: PMM ■ Comercializa: Inycom

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Módulos CompactPCI con procesadores i7-610E Las tarjetas CompactPCI CP6002 se caracterizan por incluir procesadores Intel i7-610E de 2,53 GHz e i7-620LE que permiten acelerar trabajos mediante multiproceso y tecnología HTT, además integra la nueva tecnología Intel Turbo Boost que permite acelerar el reloj hasta una frecuencia de 3,33 GHz sin superar los límites térmicos prefijados. Incorporan una memoria de hasta 8 GB de memoria DDR3 que trabaja a una frecuencia de 1066 MHz; además puede incorporar un zócalo de memoria CompactFlash compatible con módulos de hasta 32 GB. Incluye 6 interfaces Serial ATA con soporte RAID, dos interfaces gráficos de alta resolución traseros y uno frontal (VGA/DP/HDMI) y hasta dos ranuras PMC/XMC. Incorpora asimismo seis puertos USB 2.0, dos puertos COM, un puerto RS-232 y un puerto RJ-45. Este módulo trabaja con sistemas operativos tipo VxWorks 6.8, Linux RedHat, Microsoft Windows 7/XP/XP embedded/Server 2003/Server 2008. Está habilitada para incorporar funciones de conexión/desconexión en pleno funcionamiento (hot swap), sistemas multiCPU, funciones de gestión térmica y alta escalabilidad. ■ Fabrica y comercializa: Kontron

POTENCIA

Convertidores CC/CC síncronos La familia LTC3521 combina convertidores CC/CC elevadores-reductores de 1 A de corriente con convertidores CC/CC síncronos de 600 mA para ofrecer tres canales de salida con una eficiencia máxima del 95%. La entrada de los dispositivos se sitúa entre 1,8 V y 5,5 V que le permite trabajar con todo tipo de tarjetas para PC, USB y baterías de ión de litio o alcalinas. La topología de esta serie es adecuada para aplicaciones que deban mantener constante la tensión de salida incluso si la tensión de batería se reduce en un 20%. Las tres salidas se pueden regular entre 1,8 V y 5,25 V y una corriente quiescente de 30 µA con una corriente en desconexión inferior a 2 µA, además, la frecuencia de conmutación constante a 1,1 MHz le permite un bajo ruido y pocos componentes externos. Los convertidores se suministran en formato QFN-24 de 4x4 mm o TSSOP-20E que aporta una solución de huella reducida para aplicaciones con espacio limitado. ■ Fabrica y comercializa: Linear Technology

COMUNICACIONES

Módulos para sistemas inalámbricos El firmware del módulo transceptor WiFi embebido MRF24WB0MA/MB de próxima generación certificado por agencia incorpora un interface para controlador API de sencillo uso para su conexión a la pila de protocolo TCP/IP gratuita de este fabricante y a sus microcontroladores PIC de 8, 16 o 32 bit. El transceptor MRF89XA ofrece una corriente de recepción muy baja de 3 mA, un amplificador de potencia de 12,5 dBm para transmitir a largas distancias y un amplificador de bajo ruido para una sensibilidad de recepción mejorada de -113 dBm. Un selector de paquetes integrado con una FIFO de 64 byte para el almacenamiento intermedio de transmisión y recepción prolonga la vida de la batería en redes inalámbricas subGHz de 868, 915 y 950 MHz. ■ Fabricante: Microchip Technology ■ Comercializa: Acal, Avnet Silica, Farnell In One, Future Electronics y Sagitrón


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MEDIDA

MEDIDA

Analizador de espectro compacto El FSC cubre un margen de frecuencia desde 9 kHz hasta 3 o 6 GHz, por lo que es el analizador de espectro adecuado para usuarios que necesiten funciones básicas como marcador de ruido, contador de frecuencia, medida de la profundidad de modulación de las señales moduladas en AM o medida de la potencia de las señales pulsadas. En un consumo de 12 W tiene una sensibilidad máxima inferior a -161 dBm (a 1 Hz) y un nivel de incertidumbre de medida por debajo de 1 dB. En ambos márgenes de frecuencia, cuenta con un generador de seguimiento interno que proporciona una funcionalidad adicional como la medida de pérdidas en cables y la determinación sencilla de las características de transmisión del DUT, tales como filtros o amplificadores. Dispone de 3 unidades de altura en un bastidor estándar de 19 pulgadas por lo que puede adaptarse a pequeños sistemas de medida móviles. Dependiendo de la aplicación, es posible instalar un FSC y un generador de señal SMC o dos analizadores FSC en un bastidor de 19 pulgadas. ■ Fabrica y comercializa: Rohde & Schwarz

MEDIDA

Sensores de temperatura de alta resolución Los modelos ADT7420 y ADT7320 son sensores digitales de temperatura que ofrecen alta precisión con baja deriva y una resolución de 16 bit para todo el margen de medida. Ofrecen una precisión del ±0,25ºC sobre una escala entre -40 y +125ºC que elimina la necesidad de promediar resultados en bucles de control de alta precisión, así como permiten mejorar la eficiencia energética y la fiabilidad en aplicaciones industriales, de instrumentación y médicas. Además son sensores que están preparado para 'conexión y listo' y no requieren ningún tipo de acondicionamiento de señal o calibración. Se ofrecen con interfaces digitales I²C (ADT7420) o SPI (ADT7320) para su integración en sistemas de adquisición de datos, comunicaciones ópticas, sistemas de control ambiental, equipamiento médico, etc. Pueden trabajar con fuentes de alimentación entre 2,7 y 5,5 V con un margen de temperaturas de trabajo entre -40 y +150ºC. Al funcionar a 3,3 V, el consumo de corriente típico es de 210 µA, y además incluyen un modo de bajo consumo de un muestreo por segundo que lo reduce a 46 µA. También permite un modo de desconexión que reduce el consumo a 2 µA. También incluye otras opciones programables como indicadores de alarma de sobretemperatura/subtemperatura o temperatura crítica. ■ Fabrica y comercializa: Analog Devices

LÓGICA

Dispositivos con funciones lógicas integradas La serie 74LVC1Gxxx proporciona las ocho funciones lógicas estándar más utilizadas en encapsulados SOT25 y SOT353. Si se requieren unos dispositivos más avanzados se puede utilizar la serie 74LVCE1GXX con las mismas funciones mejoradas para su utilización en aplicaciones de comunicación, informática, consumo y redes. La lógica incluye versiones de funciones AND, NAND, OR, NOR, XOR, inversión y buffering. Su tensión operativa es de 1,65 a 5,5 V para la primera familia, mientras que la segunda puede reducir la tensión de trabajo incluso por debajo de 1,4 V. Las dos familias toleran entradas de hasta 5,5 V y pueden trabajar con corrientes inferiores a 1 µA que aseguran un funcionamiento de bajo consumo. Su circuitería de salida IOFF permite que la salida se desconecte cuando el dispositivo no esté alimentado, evitando daños debidos a cualquier flujo de corriente en sentido inverso en el dispositivo lógico.

Sensor de efecto Hall de alta sensibilidad El A1230 es un sensor de efecto Hall de doble canal con un circuito conmutador bipolar que se ha diseñado para su uso en velocímetros basados en magnetos de anillo rotatorio o aplicaciones de medida de dirección para entornos agresivos de automoción e industriales. Es un dispositivo de alta sensibilidad, de medida magnética estable a la temperatura con dos elementos de efecto Hall espaciados 1 mm que proporcionan una salida digital diferente para velocidad y dirección. Las salidas digitales están fuera de fase de forma que están en cuadratura mejorando la medida de señal de velocidad y dirección. Los elementos Hall se han fotolitograbado con una alineación superior a 1 µm de precisión. Además la nueva técnica patentada de estabilización de alta frecuencia cancela el offset de cada canal, mejorando la estabilidad total del sistema en todo el margen de temperaturas y tensiones. Incorpora protección frente a descargas electrostáticas entre la salida y fuente de tensión a tierra. Se suministra en un formato SOIC de 8 patillas disponible para montaje superficial y en formato plástico SIP de 4 patillas. El margen de temperaturas de funcionamiento se extiende entre -40 y +150ºC. ■ Fabrica y comercializa: Allegro MicroSystems

CONEXIÓN

Conector para tarjetas multimedia Con el modelo SCDAAA0600 se complementa la serie de conectores de tarjetas de este fabricante con un modelo destinado a tarjetas de memoria tipo SD y para tarjetas multimedia. Este componente se ha diseñado como versión para montaje inverso que sobresale 1,8 mm y se suministra en una huella compacta de 29,1x29,3x4,7 mm. La parte superior incluye una estructura de terminales con 4 contactos a masa para responder adecuadamente frente a descargas electrostáticas y al ruido. El conector ofrece un sistema de eyección de 8,0 mm para las tarjetas que se completa con un mecanismo de conexión que asegura una inserción manual sencilla de la tarjeta, así como un mecanismo de seguridad interno evita la expulsión accidental de la tarjeta. El ciclo de vida de este dispositivo es superior a las 10.000 maniobras con un margen para la temperatura de trabajo entre -25 y +60ºC, una resistencia de 100 mW en los contactos y de 500 mW en el conmutador de detección, así como una resistencia de aislamiento de 1000 MW. ■ Fabrica y comercializa: Alps Electric Europe

■ Fabrica y comercializa: Diodes Mundo Electrónico | JUL-AGO 10


productos y servicios 44

ALIMENTACIÓN

Fuentes de banco con regulación lineal CONEXIÓN

Conectores D subminiatura Estos conectores de las familias D*MA y D*M en formato D subminiatura se caracterizan por su elevada fiabilidad lo que les permite ser de aplicación en diseños que requieran una conexión muy robusta y segura como es el caso de las espaciales que requieren un sistema de contacto rápido que elimine la necesidad de tornillos o pestañas. Además, estas nuevas familias cumplen los requisitos de resistencia ante ambientes agresivos y con altas interferencias magnéticas por lo que han recibido la homologación tanto MIL como ESA. Este tipo de conectores permite la interconexión de placas con diferentes submódulos y facilitan la interconexión de las mismas así como el tiempo de recambio de las placas.

La serie PLH de fuentes de alimentación CC de banco con regulación lineal ofrecen una tensión de salida máxima de 120 V o 250 V. La gama PLH se basa en la también nueva familia de menor tensión NPL, con carcasa ultracompacta que tiene sólo 107 mm de anchura (1/4 de bastidor estándar), que proporciona una potencia máxima de más de 90 W. La regulación lineal garantiza un bajo nivel de ruido y respuesta rápida a transitorios junto con una buena y estable respuesta en condiciones de carga compleja. La salida actual máxima es de 750 o 375 mA, dependiendo del modelo, con una resolución de medida de 0,1 mA. Incluye un margen seleccionable de baja corriente de 75 mA que permite aumentar la resolución hasta 0,01 mA con alta precisión y estabilidad. La serie incorpora conectores especiales de seguridad de 4 mm, diseñados por TTi. Son seguros contra picos a más de 250 V e incorporan protecciones obligatorias en numerosos laboratorios. Sin embargo, también pueden aceptar conectores estándar de 4 mm, conectores de gancho o cables desnudos para uso general. La gama PLH incorpora modelos no programables y programables con los interfaces USB, RS232, LAN, ISOL Analog y opcionalmente GPIB.

■ Fabrica y comercializa: C&K Components

MEDIDA

Hardware/software de conexión para adquisición de datos con soporte a CAN y LIN El software IPEmotion se ha diseñado especialmente para trabajar con los sistemas de adquisición de datos IPEtronik, que con la nueva versión permite soportar hardware CAN, así como el nuevo controlador hardware de desarrollo conocido como MAL (Manufacturer Application Layer) que utilizan las conexiones LIN (redes de interconexión de área local). El sistema completo IPEcan Pro incluye un adaptador USB de alta velocidad con dos conectores D-Sub para la conexión del ordenador a redes de tipo CAN y LIN que permiten la conexión de dos buses de campo de forma simultánea utilizando el cableado adecuado. Los puertos CAN de alta velocidad cumplen las especificaciones de los estándares CAN ISO-11898-2 con una velocidad máxima de transferencia de 1 Mbps en cumplimiento de las especificaciones 2.0A y 2.0B. El canal LIN cumple la especificación 2.1, que alcanza unas velocidades de transferencia situadas entre 1 y 20 kbps, todo incluido en una caja de aluminio resistente. IPEmotion es una solución de software para la adquisición de datos medidos, así como para configuración, almacenamiento, procesamiento, visualización, evaluación y automatización de los mismos. ■ Fabrica y comercializa: Peak-System Technik

■ Fabricante: TTi ■ Comercializa: Setup Electrónica

MEDIDA

Reflectómetro óptico en el dominio del tiempo El AQ1200 es un OTDR (reflectómetro óptico en el dominio del tiempo) diseñado para la instalación y mantenimiento de infraestructuras de fibra óptica, incluyendo FTTx. El nuevo instrumento ofrece un amplio abanico de funciones de medida óptica en un encapsulado compacto con unas dimensiones de 216x157x74 mm y 1 kg de peso. Además de las funciones de análisis, entre las características del medidor se incluyen el localizador de fallos automático y un localizador de fallos visual que utiliza una fuente de luz visible. Las funcionalidades adicionales le permiten la comprobación de pérdidas ópticas junto con una fuente de luz estabilizada que integra y un medidor de potencia óptica en la escala de 10 a -70 dBm o de 27 a -50 dBm. Incorpora una pantalla en color de 5,7 pulgadas, trabajando con longitudes de onda de 1310 y 1550 nm sobre distancias entre 0,5 y 200 km y anchos de pulsos de 3 ns a 10 µs. Entre las funciones adicionales se incluyen una opción de test simple utilizando el test PING Ethernet, soporte para una sonda de inspección de fibra de vídeo externa y funcionalidad de fibra multinúcleo. ■ Fabrica y comercializa: Yokogawa

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AUTOMOCIÓN

Sensor de corriente de alta capacidad El sensor de corriente CSAU está diseñado con bajas pérdidas y un núcleo de ferrita toroidal de alta estabilidad en temperatura que permite frecuencias de trabajo superiores a 200 kHz, alcanza 14,6 A/cm³ y una temperatura de trabajo de -40 a +155ºC. Los convertidores de los vehículos híbridos y eléctricos funcionan a alta tensión (400 V), por lo que es imprescindible aislar el bobinado primario del sensor de corriente, conectado directamente del circuito de alta tensión, del lado de secundario, conectado al circuito de control. Los sensores de corriente de este fabricante garantizan un aislamiento de 3 kV y una distancia de seguridad de 6,5 mm. Además, un baja RDC en el sensor de corriente (la RDC típica en los productos de este fabricante es de 0,5 mW) es una herramienta eficiente en topologías ZVT o ZVS para minimizar las pérdidas de conmutación a alta frecuencia sobre los MOSFET. El sensor de corriente cumple la norma AECQ-200 y está listo para usarse en sistemas de inspección automática de soldadura (AOI), tal y como exige el mercado de automoción. ■ Fabrica y comercializa: Grupo Premo

POTENCIA

Convertidores CC/CC de punto de carga La familia de productos Okami consta de convertidores CC/CC en el de punto de carga, incluyendo ahora una nueva serie de reguladores de conmutación con la referencia OKI-78SR concebida para aplicaciones industriales como dispositivo de sustitución directo de las series de LDO 7803 y 7805 de tres terminales estándar. La nueva serie ofrece unas características de entrada entre 7 y 36 VCC para una tensión nominal de 24 V con una tensión de salida de 3,3 o 5 V, dependiendo del modelo. Los niveles de eficiencia superan el 90,5% y se ha encapsulado en un formato vertical tipo SIP de huella reducida o en el estándar industrial TO-220 con unas dimensiones de 10,4x16,5 mm. Los convertidores soportan cargas con capacidades de hasta 500 µF. Entre el resto de características se destaca la rápida respuesta a transitorios, una operación sin carga estable y estabilidad térmica sobre el margen de temperaturas entre -40 y +85ºC. Se han homologado según los requisitos de seguridad UL/EN/IEC 60950-1. ■ Fabrica y comercializa: Murata Power Solutions

PASIVOS

Resistencia de película gruesa La serie de resistencias CRCW e3 se realiza en tecnología de película gruesa, de alta potencia y encapsulado reducido. Su tamaño más ajustado ahorra espacio en la placa de circuito impreso y permite aumentar el número de ciclos de temperatura. Además la gama CRCW e3 - disponible en encapsulado 0402, 0603, 0805, 1206, 1210, 1218, 2010 y 2512 - disipa más potencia que las resistencias estándar y se caracterizan por una tolerancia del 1% y 5%, además de un TCR de 100 ppm/K y 200 ppm/K. Los ensayos han demostrado que esta serie presenta unas características mejoradas frente a sobrecargas e impulsos que la anterior serie D/CRCW e3. Se ajusta a las especificaciones de la homologación AEC-Q200 Rev. C y es conforme a RoHS al no contener halógenos. Esta serie se utiliza en aplicaciones con pulsos y sobrecargas repetidas, placas de circuito impreso con alta densidad de componentes, circuitos de conmutación, protección de fuentes CA, automoción, equipamiento industrial, equipos de medida y test o infraestructuras de telecomunicación. ■ Fabricante: Vishay ■ Comercializa: RC Microelectrónica

DISEÑO

Kit de desarrollo para aplicaciones de alta densidad El kit de desarrollo LatticeXP2 Brevia incluye además 28 diseños de referencia probados para silicio que permiten ayudar al desarrollo de aplicaciones de alta densidad de integración. Este kit permite incrementar la integración proporcionando memoria embebida y PLL integradas, además de E/S LVDS de altas prestaciones y actualización de campo remota a través de tecnología TransFR. El kit se destina al diseño de aplicaciones de propósito general que requieren muchas E/S, procesamiento de señal de imagen de vídeo, puertos de interface y funciones de control a partir de la utilización de la familia de FPGA XP2 de este fabricante. Se incluye el dispositivo LFXP2-5E-6TN144C, 2 MB de flash SPI y 1 MB de memoria SRAM, así como diferentes cabezales de expansión, LED y conmutadores. Se puede conectar mediante interfaces UART e incorpora el microcontrolador soft LatticeMico8 de 8 bit, así como controladores de periféricos para SPI y SRAM. ■ Fabrica y comercializa: Lattice Semiconductor

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productos y servicios 46

POTENCIA

Convertidor CC/CC para automoción COMUNICACIONES

Antena para aplicaciones de reloj sincronizado La serie RCA-ROD (radio-clock antena), es una antena para aplicaciones de reloj sincronizado y gestión remota de la energía (tarificación, control de iluminación pública, medición inteligente, etc.), formada por un tanque resonante paralelo al igual que la RCA-SMD. La dimensión estándar del núcleo de ferrita es de 10x40 mm. Esta antena RCA-ROD puede configurarse y sintonizarse para diferentes frecuencias que van desde los 40 hasta 139 kHz, para aplicaciones de reloj (sincronización con reloj atómico, 40 y 60 kHz en Japón, 77,5 kHz en Alemania, etc.) aplicaciones de control y gestión de la energía (tarificación y gestión de cargas), control de iluminación, medición inteligente, etc. El fabricante sintoniza las antenas en la cadena de fabricación a la frecuencia de operación requerida, con un ancho de banda en torno a ±500 Hz y utiliza tanto núcleos de ferrita, como condensadores altamente estables en temperatura de bajo factor de ruido, de forma que la antena mantiene sus parámetros entre +40 y +70ºC. Con unas dimensiones de 75x15x6,3 mm, se adapta a los sistemas de ensamblaje automatizados.

El modelo AUIRS4426S es un convertidor CC/CC de doble canal diseñado para aplicaciones de automoción, incluyendo vehículos de tecnología híbrida y de inyección directa. Este modelo se encuentra disponible en un encapsulado SOIC de 8 contactos que incluye un MOSFET y un IGBT de alta velocidad que permite alcanzar los requisitos de retardo de propagación en los dos canales disponibles. La alimentación soporta tensiones entre 6 y 20 V, tiene una entrada de disparo CMOS Schmitt, la salidas fuera de fase con entradas y la lógica de entrada está activa a baja. El dispositivo ha logrado la homologación de automoción según los estándares AEC-Q100. ■ Fabrica y comercializa: International Rectifier

MATERIALES

Pasta conductiva epoxy Con gran resistencia al impacto, choques térmicos, vibraciones y ante roturas provocadas por fatigas, e indicada para segmentos como el aeroespacial, óptico, médico y en procesado petroquímico, la pasta 10AOHT-LO es un elemento térmicamente conductivo con gran capacidad de aislamiento eléctrico y elevada robustez. La pasta epoxy se cura a partir de elevar la temperatura entre +120 y +150ºC durante una hora y se produce una pasta que soporta temperaturas de hasta +205ºC. Además presenta una elevada resistencia a todo tipo de productos químicos, incluyendo entre el agua, aceites y diferentes combustibles. La resistencia es superior a 15.000 psi por lo que puede utilizarse para el ajuste de componentes que requieran un posicionamiento seguro manteniendo su posición en cualquier situación.

■ Fabrica y comercializa: Grupo Premo ■ Fabrica y comercializa: Master Bond

ALIMENTACIÓN

Convertidores CC/CC de corriente constante para LED de alta corriente y cargadores de baterías El LT3956 es un convertidor CC/CC con medida de corriente y diseñado para trabajar a corriente contante y como regulador de tensión constante. Permite trabajar con LED de alta corriente o con cargadores de baterías permitiendo un margen de entrada entre 4,5 y 80 V lo que le permite trabajar incluso con aplicaciones de automoción. Utiliza un MOSFET de canal N interno que puede manejar hasta 18 LED blanco de 350 mA a partir de una entrada nominal de 12 V. Incorpora una medida de corriente que permite su uso en modo elevador (boost), reductor (buck), elevador/reductor (buck-boost) o en topologías SEPIC o de retroceso (flyback). Logra una eficiencia de hasta el 94% en modo elevador de forma que no requiere disipadores de calor externos. La patilla de frecuencia permite su programación en un margen entre 100 kHz y 1 MHz. Este dispositivo se suministra en un encapsulado QFN de 5x6 mm de 36 patillas. Además incorpora una patilla de protección. ■ Fabrica y comercializa: Linear Technology

MEDIDA

Red artificial para medidas de interferencias La LISN PMM L1-150M es una red artificial especialmente diseñada para medidas de interferencias conducidas permitiendo al usuario seleccionar entre diversas normativas que aplican en aplicaciones de automoción y banda ISM (Industrial, Científica y Médica): CISPR 16-1-2; CISPR 25 / ISO 11452-4; ISO 7637-2. La selección de la norma es tan fácil como rotar la rueda de selección que se ubica en el panel frontal del equipo. Esta LISN se puede utilizar junto con un receptor EMI o con un analizador de espectro. ■ Fabricante: PMM ■ Comercializa: Inycom

ALIMENTACIÓN

Regulador de tensión digital El convertidor CC/CC integrado TC7750FTG ofrece flexibilidad en aplicaciones de punto de carga (POL) al ser un regulador de tensión programable que combina un controlador PWM y un FET junto con un controlador y un bucle de realimentación en un encapsulado único y compacto. Trabaja con tensiones de entrada entre 2,7 y 5,5 V y con frecuencias de conmutación entre 750 kHz, 1,5 MHz y 3 MHz. La salida de corriente máxima se ha ajustado a 3,0 A y las tensiones de salida parten de 0,6 V. Es una solución altamente integrada que requiere pocos componentes externos para su funcionamiento y reduce los requisitos de consumo de corriente frente a las alternativas discretas. Entre las funciones de monitorización se incluyen detección de sobretensión y subtensión, detección de corriente de salida promediada, detección de sobretemperatura y detección de una entrada de tensión por debajo del nivel. El dispositivo se suministra en un encapsulado QFN28 con una huella de 4x4mm. ■ Fabrica y comercializa: Toshiba Electronics

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MEDIDA

Sensor de temperatura de tamaño reducido que consume 3 µA en modo de espera El modelo STTS751 se caracteriza por unas dimensiones de 2x2 mm lo que lo convierte en un sensor de temperatura de muy reducidas dimensiones que además trabaja con una corriente operativa de sólo 50 µA, con una corriente en modo de espera de 3 µA, lo que le permite ajustarse a los requisitos de dispositivos portátiles alimentados por baterías. El modo de trabajo 'One-shot' permite al sensor permanecer dormido durante largos periodos de tiempo y realizar medidas cuando lo dispara el sistema. Con una precisión de 1ºC, tiene un margen de temperatura de funcionamiento de entre -40 y +125ºC a partir de una alimentación de 2,25 V y con una capacidad de programación en 10 tipos entre 0,0625 y 32 conversiones por segundo con cuatro opciones de resolución: 9, 10, 11 y 12 bit. Este sensor se aplica en todo tipo de equipamientos de consumo y profesionales y se suministra en un UDFN-6L de 6 patillas con alarmas termostáticas.

POTENCIA

MOSFET para aplicaciones basadas en LED El SSM3K318T es un MOSFET de 60 V especialmente diseñado para elevar la tensión de batería dentro de aplicaciones de retroiluminación con LED blancos. Las aplicaciones portátiles típicas trabajan con tensiones de unos 20 V que son insuficientes para poder alimentar los dispositivos de retroalimentación LED que requieren elevar dicha tensión hasta el nivel de los 60 V como en el caso de estos dispositivos que proporcionan una corriente máxima de drenador de 2,5 A en un dispositivo de canal N. La resistencia en conducción es de 83,5 mW con una tensión de puerta a fuente de 10 V y proporciona una capacidad de 235 pF con una tensión de drenador-fuente de 30 V, características que le permiten elevar el nivel de eficiencia y alargar la vida de la batería. Se suministra en un encapsulado compacto tipo TSM y las dimensiones es de 2,9x2,8x0,7 mm.

■ Fabrica y comercializa: STMicroelectronics

■ Fabrica y comercializa: Toshiba Electronics Europe

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agenda 48

Ifema confirma que Matelec superará el medio millar de empresas escasos meses de la celebración en Madrid del salón profesional Matelec (Salón Internacional de Material Eléctrico y Electrónico, 26-29 octubre) la organización ferial madrileña ha confirmado que espera cumplir su objetivo que pasa por la presencia en el evento de más de medio millar de empresas. El carácter internacional de Matelec queda marcado por el 25% de firmas foráneas. La Asociación Multisectorial de Empresas (AMEC), a la cual pertenecen como sección los fabricantes exportadores de material eléctrico y electrónico (AMELEC) ha presentado recientemente un informe en el que se subraya que se ha logrado contener el descenso de las exportaciones en un 14,5% gracias a su perfil exportador e innovador, así como a las buenas previsiones realizadas en su momento, para afrontar la crisis. La asociación tiene previsto para este año incrementar la promoción comercial internacional, el fomento de la innovación, la mejora de la productividad y la reestructuración de costes.

A

REPRESENTACIÓN DEL SECTOR ELECTRÓNICO Volviendo a la próxima edición de Matelec, y pese al perfil multidisciplinar del evento, lo cierto es que la Electrónica estará bien representada en la parte expositora. En efecto, entre la lista de empresas que han confirmado su asistencia se encuentran distribuidores y fabricantes de relevancia en el sector, dedicados principalmente a la comercialización de componentes, equipos de test y medida, electrónica de potencia, cableado, conectividad y sistemas de automatización industrial. En paralelo a la celebración del evento tendrá lugar asimismo el I Congreso de Eficiencia Energética Eléctrica (e3+), que se plantea como punto de encuentro entre centros de investigación, universidades, Administración y empresas relacionadas con el ámbito de la eficiencia energética en sus vertientes industrial, terciaria, residencial e infraestructuras. www.matelec.ifema.es

SIMO Network dedica espacios a determinados entornos de las TI SIMO Network (Feria Internacional de Servicios y Soluciones TIC para Empresas), que se celebrará del 5 al 7 de octubre en Madrid, ha logrado atraer a grandes firmas (como Dell, HP, SAP y Vodafone, por poner algunos ejemplos), que tendrán la ocasión de participar en alguno de los múltiples espacios dedicados a segmentos especializados del sector. Entre tales espacios se encuentran Open Green, el programa dirigido al canal de distribución y el Encuentro de CIOnet España. Open Green ofrecerá un gran número de actividades de diverso tipo, como demostraciones, talleres, foros, mesas redondas y consultorías in situ. Por lo que respecta al canal de distribución, el SIMO Network Channel Campus desarrollará un completo programa de conferencias y encuentros profesionales. Finalmente, el Encuentro CIOnet España se dirige a directivos y tiene como meta el intercambio de conocimientos y experiencias. www.simo.ifema.es JUL-AGO 10 | Mundo Electrónico

BREVES BERLÍN (3-8 SEPTIEMBRE)

IFA

El salón profesional de referencia para la Electrónica de Consumo dará buena cuenta de los principales catalizadores de este mercado, como los televisores 3D, los equipos portátiles, la transmisión multimedia mediante diversos tipos de redes inalámbricas y las instalaciones en el entorno residencial. www.ifa-berlin.com

PARÍS (26 SEP – 1 OCT)

EUROPEAN MICROWAVE WEEK El mayor salón profesional sobre la aplicación de las microondas en Electrónica en coincidencia con otros eventos relacionados, como la EuWiT (European Wireless Technology Onference), EuRAD (European Radar Conference) y EuMIC (European Microwave Integrated Circuits Conference). www.eumweek.com

MÚNICH (9-12 NOVIEMBRE)

ELECTRONICA 2010

Cita obligada para el sector electrónico mundial, el salón muniqués concede este año especial protagonismo a dos segmentos tan pujantes como el automóvil (Automotive Forum y Electronica Automotive Conference) y las redes inalámbricas (Wireless Congress). Naturalmente semiconductores, equipos de test y medida, fuentes de alimentación, sensores y herramientas de diseño electrónico seguirán ocupando el grueso del recinto ferial de Messe München. www.electronica.de

GRENOBLE (30 NOV-1 DIC)

IP-SOC 2010

En esta 19ª edición este evento dedicado a los systems-on-chip (SoC) y la propiedad intelectual (IP) aplicada en sistemas embebidos como subsistemas o plataformas. Seminarios y exposición ofrecerán los últimos avances en este ámbito. www.design-reuse.com/ipsoc2010


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Mundo Electr贸nico | MAR 10


índices y avances 50

Índice de anunciantes Mundo Electrónico - Julio-Agosto 420 Adler Instrumentos .............................11 Fadisel .................................................51 Firamunich.............................................9 Hamamatsu Photonics .......................35 Import Cable..........................................4 MSC Iberia ...........................................13 RC Microelectrónica .............................2 Rohde & Schwarz ...................... Portada Rutronik .................................................7 Schneider Electric ..............................52

Próximo número - 421 Mundo Electrónico vuelve en septiembre con la segunda parte del trabajo acerca de los convertidores D/A y publica también un artículo dedicado a las pruebas automatizadas definidas por software. Los contenidos se completan con Optrónica y el dossier sobre subcontratación-

■ Tendencias

Diseño con convertidores D/A (II) Bill McCulley National Semiconductor Pruebas automatizadas definidas por software Richard McDonell National Instruments

■ Dossier

Subcontratación electrónica

■ Optrónica

Índice de Empresas citadas Acal Technology ................................................................. 42 Aeroflex .............................................................................. 14 Allegro Microsystems .................................................... 41,43 Alps Electric........................................................................ 43 Analog Devices .............................................................. 13,43 AnalogicTech...................................................................... 14 Anatronic ............................................................................ 41 Atmel .................................................................................. 16 Avnet Silica ......................................................................... 42 BeClose ............................................................................. 36 C&K Components ......................................................... 41,44 Cirrus Logic ........................................................................ 42 Cypress Semiconductor ................................................ 15,38 Digital View ......................................................................... 41 Diode Electrónica ............................................................... 41 Diodes ................................................................................ 43 Farnell ........................................................................... 18,42 Freescale Semiconductor ................................................... 17 Future Electronics ............................................................... 42 Grandis .............................................................................. 12 IBM .................................................................................... 12 Intel .................................................................................... 15 International Rectifier .......................................................... 46 Inycom ..................................................................... 40,42,46 Kontron AG ........................................................................ 42 Lattice Semiconductor........................................................ 45 LeCroy ............................................................................... 17 Linear Technology ............................................... 12,15,42,46 Master Bond ...................................................................... 46 JUL-AGO 10 | Mundo Electrónico

Maxim ................................................................................ 10 Menta ................................................................................. 15 Microchip Technology ..................................................... 6,42 Murata ................................................................................ 45 Narda STS.......................................................................... 40 National Semiconductor ........................................... 11,13,22 Peak-System Technik ......................................................... 44 Pico Technology ................................................................. 10 PMM ............................................................................. 42,46 Premo ........................................................................... 45,46 RC Microelectrónica ........................................................... 45 Rohde & Schwarz ............................................................ 8,43 RS Components ................................................................. 16 Samsung ............................................................................ 10 Schneider Electric ............................................................... 20 Setup Electrónica ............................................................ 7,44 Sierra Wireless .................................................................... 41 STMicroelectronics ........................................................ 16,47 Tabor Electronics.................................................................. 7 Tela .................................................................................... 14 Temper............................................................................... 20 Texas Instruments .............................................................. 28 TMSC ................................................................................. 14 Toshiba .................................................................... 16,46,47 TTi ...................................................................................... 44 Vicor .............................................................................. 10,30 Vishay............................................................................ 12,45 Yokogawa .......................................................................... 44


Mundo Electronico - 420  

Sensórica. DISEÑO. Introducción al convertidor D/A (I) Convertidor de datos interno o externo: criterios de decisión DOSSIER. El mercado de...

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