¿Cómo Calculo el Rango Dinámico de Mi Módulo de la Serie C o Dispositivo DAQ?

Hardware: CompactRIO>>Analog Input Modules, Multifunction DAQ (MIO)

Problema:
Quisiera calcular el rango dinámico de mi módulo de la Serie C o entrada analógica de mi dispositivo DAQ. ¿Qué información necesito y qué cálculos necesito realizar?

Solución:
El rango dinámico de un dispositivo DAQ es la razón del nível máximo de la señal y el nivel mínimo de la señal que puede manejar un circuito (generalmente es igual al nivel de ruido), comunmente expresado en dB:

Rango Dinámico (dB) = 20 x log10(Voltaje Máximo / Voltaje Mínimo)

Para determinar el rango dinámico, debe conocer el voltaje máximo y el ruido mínimo del dispositivo. A continuación encontrará un ejemplo del cálculo del rango dinámico para el NI 9215.

El primer paso a examinar es el manual del NI 9215, el cual se encuentra en la sección de Ligas Relacionadas. Podrá notar que el voltaje de operación es +/- 10.4 V. Debe convertir 10.4V a Vrms. Para hacer esto debe dividirlo entre la raíz cuadrada de 2, para obtener:

10.4 V / sqrt(2) = 7.353 Vrms

Posteriormente, debe determinar el ruido mínimo de la tarjeta. Esta información se encuentra en las especificaciones bajo el parámetro "Input Noise". El valor RMS de este parámetro del NI 9215 es 1.2 LSBrms, donde LSB significa least significant bit. Se debe convertir 1.2 LSBrms a voltaje, primero determinando cuántos Volts representa un LSB. La resolución del NI 9215 es de 16-bits y el rango de voltaje es +/- 10.4 V. Utilizando esta información y notando que 1 bit es utilizado para el signo, encuentra que cada LSB equivale a 317.38 uV.

1 LSB = 10.4 V / (2^15 bits) = 317.38 uV

Multplicando este valor por 1.2 obtenemos:

317.38 uV/LSB x 1.2 LSBrms = 380.86 uVrms

Ahora que conoce el voltaje máximo y el ruido mínimo, puede convertir la razón de ambos a decibeles para calcular el rango dinámico (dB):

20 x log10 [ 7.353 Vrms / 380.86 uVrms) = 85.71 dB

Ligas Relacionadas:
Developer Zone Tutorial: Spec Study: Dynamic Range
KnowlegeBase 2N8D0BN5: What is Spurious-Free Dynamic Range?
Product Manuals: NI 9215 Operating Instructions and Specifications (May 2011)

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