dei. a UNIVERSIDAD NACIONAL AUTO OMA», DE MEXICO CA Ra a _ _ »RQQIEEEE*_ [ [O z de e FACULTAD DE INGENIERIA DESARROLLO DE SISTEMA DE ADQUISICION DE DATOS MULTICANAL PARA REGISTROS ELECTRICOS EN POZOS T E S r Ss QUE PARA OBTENER EL TITULO DE: INGENIERO MECANICO ELECTRICISTA AREA: ELECTRICA Y ELECTRONICA P R E Ss E N Toa: ISRAEL PEREZ MARTINEZ DIRECTOR: DR. ALEKSANDR MOUSATOV CO-DIRECTOR: M.l. ANTONIO SALVA CALLEJA CIUDAD UNIVERSITARIA 2000 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. A mis Padres A mis Hermanos Gracias y que Dios los bendiga. Por haberme dado la oportunidad de seguir viviendo y llenarme de bendiciones. Por todo el apoyo, comprensión, amor y respeto que siempre me han dado. Espero que esta larga espera el día de hoy se vea recompensada. Por enseñarme con su ejemplo a seguir adelante y llegar siempre a la meta. Pero principalmente por darme todo su apoyo. ÍNDICE 1.1 RESISTIVIDAD ELÉCTRICA DE ROCAS... 1.2 CAMPO ELÉCTRICO DE CORRIENTE CONTINUA. 1.3 HERRAMIENTAS ELÉCTRICAS PARA REGISTROS DE POZOS........... 11 Herramientas CONVenNCIONales.......ooniciciconnconncononnancncannn or cnan a no cann ceca 11 DiSpoSItIVOS ENTOCAROS.....oonoocioncicononconorcononoonornnonononcnannonacor conca ro ranc conicon 14 Herramientas Multicanal.......ooooonocinicicinnnonnccnconnccaconcrnnoronecnorcncronco ro oo nn o 17 2. SISTEMA DE MEDICIÓN PARA SONDAS ELÉCTRICAS DE REGISTROS DEPOZ OS ocococococococacnccnononocionocococnncnncnronononon conan canon oran no ran coro a erario 20 2.1 REQUERIMIENTOS TÉCNICOS... Cantidad de Canales... Rango dinámico de Señales... Frecuencias de Operación c.ocoooocociconoconcaononncarnronorronnnonoranronecrnarn rro nena 23 Tiempo de MediciÓN......ooonoccionincnocicanionencncaniaccncroonn ono r n soroa nano rr nrronnnnac on 26 2.2 MÉTODO DE DETECCIÓN SINCRÓNICA PARA MEDICIONES DEL CAMPO ELÉCTRICO 2.3 ESTRUCTURA GENERAL DEL EQUIPO Multiplexor. Ampli OM. coococccocococonacnonnocnrnorncononocnn coro ra ra o anonncroronornnnnononn one nina rancrnaca e ana 35 [A 36 Bloque de control. Generador. INDICE O A Fuente de emergla.....oooooccncconnnnnerincecronncnoroncroncn conan r narra ara ra coo nnreranrona 37 3. DESARROLLO DEL SISTEMA DE ADQUISICIÓN MULTICANAL PARA REGISTROS ELÉCTRICOS. 3.1 DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE ADQUISICIÓN DE DATOS.................38 3.2 MÓDULOS DEL BLOQUE ANALÓGICO. ...coiccoaococooocioooncnoniorincorncrionarcanonaos 40 MultiplexO"...ooocooooococococonaccnnnonrocnonconrnrrrnanoon caca rac ar aronar arar ca ara ar caca rn ori oranoncno 40 Amplificador de Instrumentación Convertidor Anatógico-Digital. Tarjeta Analógica. 3.3 MÓDULOS DEL BLOQUE DIGITAL....coccccocicioniconnccnoncocoonnncnnirnicnanonncanas 48 MICPOCONtOLAO"....ocoooconccccocconooncanco nono nonocno cano ar ar ano aran nnenaras 48 Tarjeta Digital......ooooncnicinnnnicininionnccnnnnonc o o noccnnncona cn anar rro r ncan 57 Sistema de Adquisición Multicanal.....oooonicinionnononcorncaconionconencnnianacrnsos 58 4. PROGRAMAS DE ADQUISICIÓN, PROCESAMIENTO Y COMUNICACIÓN... oooococicococicconccoooninconcononoo nono nonnennnr nnn nnn ano nornnnenn 59 4.1 ARQUITECTURA GENERAL DEL SOFTWARE.. 4.2 PROGRAMAS DE MEDICIÓN Y CONTROL... 4.3 PROCESAMIENTO DE DATOS EN TIEMPO REAL... Protocolo de COMUNIC2CIÓN. ...ooooooccocnococococoronornnnnonornoneronnonronanrca nana n aonnzons s! 67 4.4 INTERFAZ GRÁFICA cocoocococococccoioonononononanionocnonoornno ro cenen co cer corerenn ran conas 70 CONCLUSIONES.. APÉNDICE A. APÉNDICE B. APÉNDICE C REFERENCIAS... oocoicoiooocococoooconcanannnoncnnannnnornnrnrnenn cnn correnara nn nen anooocnrni oa 122 BIBLIOGRAFÍA... ccccoocoococcocoocorooonoooooronnaron nooo en rrnennararerrs 124 INTRODUCCIÓN INTRODUCCIÓN El presente trabajo se realizó en el Instituto Mexicano del Petróleo, donde en la Gerencia de Geofísica de Explotación, fueron empezadas investigaciones en el área de teoría y desarrollo de herramientas electromagnéticas para registros de pozos. Estas investigaciones incluyen varias líneas de estudios entre las cuales se encuentra el desarrollo de sistemas multicanales de adquisición de datos para sondas eléctricas de resistividad. El interés constante del desarrollo de los equipos avanzados para sondas eléctricas (en aproximación con la teoría de corriente continua), se determina por la necesidad creciente de la industria petrolera, para caracterizar cada vez estructuras geológicas mas y mas complicadas. La tendencia en el área del desarrollo de las herramientas eléctricas de resistividad muestra que las tecnologías especializadas de determinación de la resistividad de formaciones, converge a sistemas de medición multicanal de alta exactitud con el procesamiento e inversión posterior. El objetivo de este trabajo es desarrollar un prototipo de laboratorio del Sistema de Adquisición de Datos Multicanal para las herramientas eléctricas de resistividad, con el fin de tener un equipo básico para poder estudiar la influencia de diferentes factores a la estabilidad y exactitud en mediciones. Para lograr este objetivo era necesario cumplir con las siguientes metas particulares: 1. Analizar métodos de registros eléctricos de resistividad y condiciones en las cuales se realizan mediciones en pozos. 2. Estudiar las técnicas de medición y tendencias contemporáneas en el desarrollo de herramientas eléctricas. INTRODUCCIÓN 3. Elaborar la arquitectura del sistema multicanal y el algoritmo de procesamiento de datos. 4. Desarrollar tarjetas de la parte analógica y digital. 5. Armar el prototipo de laboratorio con las tarjetas propuestas. 6. Desarrollar el programa que incluye partes de control, procesamiento y transmisión de datos. 7. Verificar el funcionamiento de los bloques desarroltados. La tesis tiene la siguiente estructura: El Capitulo | presenta los antecedentes de la teoría básica de determinación de la resistividad, herramientas y tendencias tecnológicas actuales en registros eléctricos de resistividad. En el Capitulo ll se presentan los parámetros técnicos principales del sistema multicanal para sondas eléctricas. Se describe el método de detección sincrónica para filtración de señales, el cual es conveniente aplicar para mediciones del campo eléctrico de corriente continua con sistemas multicanales. También se propone la estructura general del sistema. El Capitulo Mi esta conformado por la descripción del funcionamiento y los parámetros de tos bloques, módulos y dispositivos electrónicos de la parte analógica y digital del prototipo desarrollado. En este capítulo se tiene la integración completa del hardware del sistema. El Capitulo IV presenta el software del sistema de adquisición. En este capitulo están los programas de control, procesamiento y transmisión de los datos en el sistema. También se muestra la interfaz gráfica que sirve como medio de enlace entre el microcontrolador y la computadora para inclusión y visualización de los datos. INTRODUCCIÓN AAA a Agradezco al M.!. Antonio Salvá Calleja de la Facultad de Ingeniería de la UNAM por toda la asesoría en el desarrollo de la tesis, sobretodo en el área de programación en Ensamblador de microcontroladores y, además, especialmente por haberme prestado su tarjeta SIMMP-2 que sirvió como base para el desarrollo de la tarjeta digital del sistema multicanal, así como el software PUMMA para el desarrollo de todos los programas del sistema. Aprovechando ta oportunidad quisiera expresar mis agradecimientos: al Instituto Mexicano del Petróleo especialmente a la Gerencia de Geofísica de Explotación por ta ayuda en la compra de chips y por la elaboración de las tarjetas analógica y digitai del prototipo, al personal del Laboratorio de Sistemas Artificiales de Producción por todo el material proporcionado, equipo de medición, asesoría y por haberme permitido trabajar en su laboratorio, al Ing. Edgar Kiyoshi Nakamura Labastida por su ayuda y colaboración proporcionada en este trabajo. Agradezco al Dr. Aleksandr Mousatov Investigador Titular de! IMP por la dirección de este trabajo de tesis. 1 PRINCIPIOS BÁSICOS DE REGISTROS ELÉCTRICOS DE POZOS Los registros geofísicos de pozos [1] ocupan un lugar muy importante entre tas diversas tecnologías de exploración y evaluación de yacimientos de hidrocarburos. El objetivo principal del uso de registros geofísicos de pozos, es caracterizar las formaciones geológicas por sus parámetros petrofísicos, es decir, estimar la porosidad (la fracción del volumen total de una muestra que esta ocupada por poros), tipo de los fluidos (aceite, gas, agua) y su saturación (la fracción del volumen poroso que contiene hidrocarburos o agua). Existe una gran diversidad de tipos de registros de pozos; pudiéndose clasificar en dos grupos principalmente; aquellos que registran propiedades que existen en la formación o debido a fenómenos que se generan espontáneamente al perforar el pozo; y aquellos en tos cuales se envía una señal a través de la formación, con la finalidad de obtener directamente determinadas propiedades de la formación. Prácticamente en registros de pozos se usan mediciones de las caracteristicas de todos los campos fisicos (de presión, de temperatura, de ondas elásticas, electromagnéticas, etc.). Entre ellos se encuentran los registros electromagnéticos, en particular, registros de resistividad eléctrica, los cuales son uno de los más importantes por su relación estrecha con las características petrofísicas de rocas. Con base en la resistividad de formaciones se obtiene información muy valiosa sobre la porosidad de rocas, su saturación y las propiedades de! fluido. CAPITULO ! PRINCIPIOS BASICOS DE REGISTROS ELECTRICOS DE POZOS Los registros de resistividad se realizan por medio de mediciones de las componentes del campo electromagnético usando transmisores y receptores ubicados en el pozo. El dispositivo, que en la practica de registros geofísicos se nombran como sondas o herramientas, realiza las mediciones durante su movimiento a lo largo del pozo, generalmente, desde abajo hacia arriba, permitiendo obtener un perfil continuo de la resistividad de formaciones. Se puede mencionar tres principales métodos de determinación de la resistividad de formaciones: + Mediciones de la atenuación y la fase de ondas electromagnéticas en medios conductores. Este método que se basa en la propagación de ondas electromagnéticas se realiza en las frecuencias de orden de unos MHz hasta cien MHz. + Mediciones de las componentes magnéticas en rango de frecuencias de 10 — 100 kHz, cuando el campo electromagnético en conductores tiene un comportamiento que se aproxima como un campo de difusión. Este tipo de mediciones se aplican en las herramientas de inducción. + Mediciones de las caracteristicas del campo eléctrico en las frecuencias bajas (0 —- 1khz), cuando para descripción de su comportamiento se puede aplicar la teoría del campo electromagnético con corriente continua [2]. Tomando en cuenta que el trabajo presente se dedica al desarrollo del sistema de adquisición multicanal para las herramientas eléctricas (en aproximación con la teoría de corriente continua) es necesario considerar más a detalle varias cuestiones tales como: + Definición de la resistividad eléctrica de formaciones y su relación con parámetros de rocas. e Principios y métodos de medición de la resistividad eléctrica en pozos. +. Herramientas eléctricas básicas y tendencias de su desarrollo contemporáneo. CAPITULO 1 PRINCIPIOS BASICOS DE REGISTROS ELECTRICOS DE POZOS 1.1 RESISTIVIDAD ELÉCTRICA DE ROCAS La resistividad ( p ) eléctrica de las rocas es una propiedad física medida, además, de ser también considerada dentro de las tres propiedades electromagnéticas [2] fundamentales como la constante dieléctrica [ e ) y la permeabilidad magnética (1). Consideremos un nucleo de area A y longitut L (cortado de una muestra de roca) que esta conectado a un generador G con la corriente | (Fig.1.1). Voltmeter v CA A Copper Ptate A] 1% Core i 4 Plug Ammeter 1 t Generator Figura 1.1 Circuito para medir la resistividad de un núcleo de rocas. De acuerdo con la ley de Ohm la resistencia de un trozo de roca se puede determinar como r=Y 1 donde: V — es la caida de voltaje que existe entre las dos extremidades de un trozo de roca. Por otro lado, la resistencia de un material homogéneo en la forma cilíndrica o prismática se expresa a través de su resistividad p, longitud y area L R=pL PA CAPITULO 1 PRINCIPIOS BASICOS DE REGISTROS ELECTRICOS DE POZOS AAA Entonces, la resistividad de la roca puede ser obtenida a través de la resistencia de un trozo de forma conocida Á =R= [Ne p=RZ en] y depende del tipo de roca, o mejor decir, de sus características petrofísicas. En las formaciones sedimentarias (sin inclusiones metálicas o minerales conductores como grafito) los minerales que forman parte de la matriz solidada de formaciones son dieléctricos y tienen la resistividad bastante alta (calcita, cuarzo, silicatos, etc.), generalmente superiores a 107 Q-m. Por otro lado, en la matriz sólida de formaciones sedimentarias existe una red intergranular de poros, la cual es irregular y tortuosa llena de electrolito. Este electrolito es una solucion de agua (penetrada o existida en el momento de la generación de la formación), que determina la resistividad, disminuyéndola a medida que aumenta la concentración de la sal disuelta en el agua (comúnmente NaCh. Los valores de la resistividad para diferentes fluidos y formaciones se presentan en la Tabla 1.1. Entonces, la conductividad de las formaciones sedimentarias es del tipo iónico y depende del número de iones en la solución, de la velocidad a la que éstos se mueven y de la carga que poseen, determinada por el tipo de sal (BASSIOUNI, 1994). La relación entre la movilidad de los iones y la temperatura explica la alta influencia de temperatura en la resistividad de las rocas. El incremento de la temperatura con la profundidad puede disminuir la resistividad de formación más que en un orden. El efecto de presión sobre la resistividad de rocas es menor que el de temperatura. CAPITULO 1 PRINCIPIOS BASICOS DE REGISTROS ELECTRICOS DE POZOS AAA VALORES TÍPICOS DE RESISTIVIDAD Materiales y o Resistividad (Q-m) Formaciones Típicas Petróleo 2x10% Agua Destilada 5x10* Agua Salada (15* C) 2,000 ppm 3.40 10,000 0.72 20,000 0.38 100,000 0.09 200,000 0.06 Arcilla/Lutita 2-10 Arena con agua salada 0.5 - 10 Arena con petróleo 5-10 Caliza “Compacta” 107 TABLA 1.1 Valores de la resistividad para algunos minerales y formaciones. El incremento de resistividad depende de la cantidad y naturaleza del cemento, del volumen relativo y forma geométrica de los poros más pequeños, los cuales son los primeros en cerrarse por el efecto de presión, afectando gradualmente la conexión por entazar a los poros más grandes (ORELLANA, 1982). La relación de la resistividad con los parámetros petrofísicos para diferentes tipos de rocas tiene carácter muy complicado y para su descripción fueron elaborados varios modelos teóricos ajustados a través de mediciones experimentales usando núcleos extraídos de pozos. Una expresión que permite relacionar la resistividad, porosidad y saturación puede ser presentado con la ley generalizada de Archie p,=P""S"p, CAPITULO 1 PRINCIPIOS BASICOS DE REGISTROS ELECTRICOS DE POZOS CECEOEOEOEE A donde: pr - resistividad de roca, Pa - resistividad de soluciones del agua, P - porosidad, m - exponente de cementación, S - saturación (fracción de rellenos por soluciones del agua), n - exponente de saturación. Los variables m y n se determinan estadisticamente para ciertos tipos de formaciones. Los otros parámetros se obtienen de registros eléctricos (p,, pa) y de métodos de neutrones (P). Entonces usando la expresión mencionada se puede estimar ta saturación de las rocas por agua y por hidrocarburos (1-S). De ahí proviene la gran importancia de los registros de resistividad, los cuales permiten hacer la evaluación de recursos de un yacimiento. 1.2 CAMPO ELECTRICO DE CORRIENTE CONTINUA Consideremos el campo eléctrico producido por una fuente puntual ubicada en el punto A con amplitud de corriente continua | en el medio homogéneo con resistividad p(x,y,z). Para cerrar el circuito el segundo electrodo se puede poner en el punto B y desplazarse lejos de A (B — +»). El tamaño del electrodo A debe ser mucho menor de la distancia hasta el punto de observación. El campo eléctrico satisface a la ecuación de Poisson [3] en todos los puntos del medio vu=1 Resolviendo esta ecuación encontramos el potencial en la distancia r del electrodo A (ORELLANA, 1982). CAPITULO 1 PRINCIPIOS BASICOS DE REGISTROS ELECTRICOS DE POZOS A ÉÁ— y=L dar y el campo eléctrico E=2 dm? Entonces al medir el potencial del campo eléctrico o sus derivadas y sabiendo la corriente de la fuente puntual se puede determinar la resistividad del medio homogéneo. Hay que hacer notar que este valor de resistividad caracteriza un volumen del medio correspondiente at radio r. En el caso de realizar mediciones en medios heterogéneos, particularmente en pozos, la resistividad determinada a través de la ecuación se llama la resistividad aparente y corresponde a la resistividad de un medio homogéneo equivalente. U Pa= dar La relación entre la resistividad aparente y las resistividades que están formando el medio heterogéneo es complicada y requiere la solución del problema directo, es decir, encontrar la distribución del potencial sabiendo parámetros del medio heterogéneo. Para determinar los parámetros del medio heterogéneo en métodos geofísicos se hace una inversión de datos que consiste en los cátculos del problema directo para cierta ciase de modelos hasta encontrar la mejor semejanza entre la resistividad aparente observada y la resistividad obtenida con simulación. La estructura general de distribución de la resistividad en pozos verticales atravesados por las formaciones que yacen horizontalmente se presenta en la Fig. 12 CAPITULO 1 PRINCIPIOS BASICOS DE REGISTROS ELECTRICOS DE POZOS Figura 1.2 La resistividad verdadera de formaciones que debe ser determinada es Ry. En el pozo se encuentra el lodo de perforación con resistividad Rm. Las zonas entre el pozo y las formaciones vírgenes se llaman zonas de invasión con resistividad Ra, que sufren cambios de la resistividad por penetración del lodo. 1.3 HERRAMIENTAS ELECTRICAS PARA REGISTROS DE POZOS En practica de los registros de resistividad con corriente continua se puede destacar tres grupos de las herramientas principales: herramientas convencionales, herramientas enfocadas [4] y herramientas multicanales de alta resolución [5]. Herramientas convencionales Los arreglos de electrodos más comunes para registros de resistividad son las sondas que se llaman Normal! y Lateral. El arreglo básico del dispositivo normal se muestra en la Fig. 1.3 CAPITULO | PRINCIPIOS BASICOS DE REGISTROS ELECTRICOS DE POZOS Meter Generator Figura 1.3. Esquema de mediciones con la sonda Normal. El electrodo de corriente A y electrodo de potencial M se encuentran montados en la sonda y se bajan dentro del pozo. Los electrodos B y N están localizados en la superficie en distancias mucho mayor que la distancia de separación entre los electrodos AM. El generador induce una corriente constante de baja frecuencia entre los electrodos A y B. Como el electrodo N es remoto desde los electrodos de corriente, su potencial es prácticamente despreciable y el campo en punto M se determina por una fuente puntual A. Tomando en cuenta que B-—»w el voltímetro mide el potencial en el punto M. donde AM es ta distancia entre los electrodos A y M. De aquí la resistividad aparente se calcula como Om =K-—= Pa 7 donde K = 4xAM es el coeficiente geométrico de la sonda Normal. CAPITULO 1 PRINCIPIOS BASICOS DE REGISTROS ELECTRICOS DE POZOS ——————_————— — — —_ _——_—_——— — > __—_———— El valor de la resistividad aparente es graficado a la profundidad correspondiente al punto medio (punto de inscripción) entre los electrodos A y M. Generalmente se aplican las sondas con las separaciones AM=16' (Normal Corta) y AM=64' (Normal Larga). El otro dispositivo que también pertenece al grupo de herramientas convencionales se llama la sonda Lateral se presenta en la Fig 1.4. Generator Meter Figura 1.4. Sonda Lateral. La corriente inducida entre los electrodos A y B crea una diferencia de potencial AV, medida entre los electrodos M y N. Este voltaje y la resistividad aparente derivada de ésta, es expresada con la misma ecuación AY =kKiZ Pa 1 donde el coeficiente geométrico es igual a £ 4] MEAN UN 13 CAPITULO 1 PRINCIPIOS BASICOS DE REGISTROS ELECTRICOS DE POZOS Dos características de las sondas, que son muy importantes, son ta profundidad de investigación y la resolución vertical. La profundidad de investigación depende directamente de la separación. La resolución vertical depende inversamente de la separación. La sonda Normal tiene la profundidad de investigación mayor y la resolución menor que la Lateral. Para determinar las resistividades verdaderas de las formaciones en medios heterogéneos (Fig.1.2) las sondas Lateral, Normal Corta y Larga se combinan en una sola herramienta de tres canales. Sin embargo, la determinación de la resistividad aparente para tres separaciones no es suficiente para caracterizar medios complejos constituidos por capas con zonas de invasión desarrolladas y con espesores menores que las separaciones de sondas. Dispositivos enfocados Las herramientas de este tipo (conocidas como Lateratog) han sido desarrolladas para aumentar la resolución vertical y disminuir la influencia de la alta conductividad del lodo. La sonda enfocada Laterolog-7 se presenta en la Fig. 1.5. LATEROLOG 7 Figura 1.5. Estuctura esquemática de la sonda Laterolog. CAPITULO 1 PRINCIPIOS BASICOS DE REGISTROS ELECTRICOS DE POZOS AAA AAA A A El Laterolog-7 enfoca la corriente del electrodo central Ay a la dirección horizontal utilizando un arreglo de electrodos adicionales de corriente A; y A, y dos par de electrodos de medición MM2 y M'M2. Los electrodos adicionales están citados simétricamente del electrodo central A. Con el fin de enfocar el flujo de corriente del electrodo Ay automáticamente varían los valores de las corrientes de electrodos adicionales Ay, Ay hasta lograr que las caídas del voltaje AV en electrodos M:Mz y M¡M2 sea igual a cero. Esta condición significa que no hay el flujo de corriente a lo targo del eje del pozo (suponiendo que la sonda esta centrada en el pozo) y toda la corriente de Ap penetra a la formación perpendicutarmente a la dirección del pozo. La resistividad aparente en este caso se calculan con la misma ecuación U =KkKk,—M Pa 7 El parámetro Kr depende del diseño de la herramienta. K, es llamado coeficiente de calibración y es usualmente determinado experimentalmente. El potencial Um corresponde al potencial en el electrodo de medición M, o M. Las herramientas enfocadas tienen la resolución vertical más alta entre las herramientas eléctricas en el caso cuando no se usa el procesamiento especial de tipo de inversión. Para poder estimar la distribución radial de la resistividad con base en la Lateralog-7 fueron desarrolladas varias modificaciones. Otra es la Doble Laterolog (Dual Laterolog), es la herramienta más avanzada de tos dispositivos Laterolog. La herramienta provee una simultanea medición de una herramienta Laterolog profunda (LLd) y una herramienta Laterolog poco profunda (LLs). CAPITULO 1 PRINCIPIOS BASICOS DE REGISTROS ELECTRICOS DE POZOS ¡EEE mm AAA AAA La herramienta provee dos flujos de corriente diferentes, de diferentes configuraciones y frecuencias. El LLd y LLs tienen esencialmente la misma resolución vertical. Los patrones de corriente de tos dos casos se muestran en la figura 1.6 Figura 1.6 Por último la sonda Laterolog con Visión Azimutal, el arreglo esta basado en la configuración de una herramienta de Doble Laterolog y complementado por varios electrodos azimutales en el centro. Fue diseñada para alta resolución vertical y optimizada para la respuesta de invasión y efecto de pozo. La operación de la herramienta esta basada en un número de mediciones independientes y simultaneas que son combinadas por software para producir una serie de mediciones de resistividad con diferentes profundidades de investigación y resoluciones. A continuación en la figura 1.7 se muestra la nueva sonda. Los electrodos AO, A1 y A2 con sus simétricas contrapartes Ao', AT' y A2' sirven para emitir corriente 16 CAPITULO 1 PRINCIPIOS BASICOS DE REGISTROS ELÉCTRICOS DE POZOS > we, es decir, el campo donde predominan procesos de difusión, sino propagación de ondas como en dieléctricas, la constante de propagación es - ay joOuo r= pon = (+ py eee Entonces, — y tiene una parte real y una parte imaginaria. Haciendo y= a + ¡A, se ve que a, la parte real, está asociada con la atenuación y £f. la parte imaginaria, esta asociada con la fase. Por lo que CAPITULO 2 SISTEMA DE MEDICIÓN PARA SONDAS ELÉCTRICAS DE REGISTROS POZOS AA E, =Eje “e iA y Para obtener una medida cuantitativa de la penetración del campo en un medio conductor rescribimos la ecuación donde oyo En x = 0, E, = Es Esta es la amplitud del campo en la superficie del medio conductor. El parámetro Í tiene las dimensiones de la distancia. A una distancia x = 5 la amplitud del campo es |£| =E,e” = E, Entonces E, disminuye en 1/e (36.8%) de su valor inicial, mientras que la onda penetra a una distancia 4. Por ello $ se llama la profundidad de penetración 1/e y este fenómeno se denomina efecto de piel [3]. El efecto de piel muestra la diferencia de profundidad de investigación en las frecuencias que tienden a cero y frecuencias altas. Usando, por ejemplo, la expresión para el campo eléctrico E(w) en el eje del un dipolo eléctrico para 25 CAPITULO 2 SISTEMA DE MEDICIÓN PARA SONDAS ELÉCTRICAS DE REGISTROS POZOS frecuencias w y distancias r que satisfacen a la condición | yr] <<1 (E(0) es el campo en la frecuencia igual a cero) E=Ell+e* +7re""| obtenemos que para el medio con la resistividad de 1 2-m con error de yx < 5%, la frecuencia de trabajo no tiene que rebasar a 20 Hz para herramientas con la distancia de separación de 3 m. Tomando en cuenta que generalmente la resistividad de medios formados por formaciones de interés es unas veces mayor, se puede realizar mediciones en el rango de frecuencias de 20 — 80 Hz. TIEMPO DE MEDICIÓN El tiempo de medición se determina por la velocidad de movimiento de la herramienta y la resolución vertical para detectar las capas delgadas. Es necesario obtener por lo menos 2-4 mediciones contra el estrato caracterizado. Para capas con espesor de 20-25 cm y velocidad de herramienta de 10 cnvs el tiempo de medir el campo en todos los canales corresponde a 500 ms. Este tiempo predetermina prácticamente el parámetro transitorio de procesos dinámicos en filtros. En rango de frecuencias bajas los filtros a utilizar tienen que tener buenas características dinámicas correspondientes al tiempo de 10-20 periodos. : Tomando en cuenta las condiciones ambientales en pozos es necesario destacar que las mediciones deben ser realizadas en las profundidades de unos kilómetros para temperaturas bastante aitas. La temperatura, generalmente, se encuentra en el rango de 80 —- 120 *C, pero, por lo menos en 10 - 20% de pozos, la temperatura en las profundidades de interés puede rebasar 150 — 170 *C. Entonces para el desarrollo del equipo para registros de pozos hay que usar 26 CAPITULO 2 SISTEMA DE MEDICIÓN PARA SONDAS ELÉCTRICAS DE REGISTROS POZOS A A técnicas de medición y dispositivos electrónicos que sean adecuados para las condiciones mencionadas. 2.2 MÉTODO DE DETECCIÓN SINCRÓNICA PARA MEDICIONES DEL CAMPO ELECTRICO Cuando se hacen trabajos de prospección con métodos eléctricos, es importante un método de filtración de señates y de perturbaciones de diferente tipo de naturaleza en una banda de frecuencias bajas. Este problema es muy importante cuando las mediciones se aplican en zonas industriales; cuando las mediciones requieren alta precisión y cuando el tiempo de medición esta limitado, como el caso en que la herramienta se encuentra en movimiento. Existe una gama amplia de equipos de geoeléctrica, en la cual se usan campos armónicos los cuales son prácticamente del mismo tipo y su diferencia consiste solamente en sus bandas de frecuencia utilizadas. Esta clase de equipo para hacerlo universal es necesario tener un filtro en el cual su banda de frecuencia se puede cambiar en una amplia gama de frecuencias. En los equipos multicanales cada canal debe tener sus propios filtros. Realizar este tipo de filtros iguales para varios canales en los cuales se puede seleccionar las frecuencias de operación, no es trivial, sobretodo en la banda de frecuencias bajas e infrabajas. Dentro de los métodos especializados de procesamiento de señales se encuentra la Detección Sincrónica (DS) [6]. La aplicación de este método permite lograr la filtración efectiva de perturbaciones y unificar un equipo de medición para un rango de frecuencias bajas. Esta unificación se consigue porque en el método de DS la señal de medición con frecuencia arbitraria, prácticamente se rectifica sincrónicamente usando la forma de la señal transmitida, y la amplitud de la señat se determina por su componente de CD para lo cual es necesario y suficiente un 27 CAPITULO 2 SISTEMA DE MEDICIÓN PARA SONDAS ELÉCTRICAS DE REGISTROS POZOS filtro paso bajas con función de transferencia fija. Este sistema de detección sincrónica nos sirve para un sistema multicanal. Detección Sincrónica es un caso de método de correlación más efectivo en problemas, cuando en mediciones se quieren determinar prácticamente sus características de amplitud y fase de las señales recibidas de cualquier valor ó parámetros que son proporcionales a amplitud y fase, y cuando el restablecimiento exacto de la forma de la seña! después de su procesamiento no es importante. Especialmente en este caso la aplicación de la detección sincrónica es mas perspectivo. Cabe mencionar que en la realización de trabajos de prospección eléctrica es bastante fácil resolver un problema de selección y transmisión de la señal básica, la cual es prácticamente la corriente de línea de excitación AB. La teoría y aplicación del método de DS para sistemas de medición del campo eléctrico fue analizado en (KALININ, MOUSATOV, 1989). Supongamos que nuestro atgoritmo de procesamiento de seña! de una función G, esta dado por Igtáe G= [1(08Odt................ 0) donde: f(t) - señal que procesamos; g(t) - una función de modulación, At - tiempo de medición. De la desigualdad de Bunikousky-Schwartz tenemos lo siguiente tp +ar tp +30 to war f/ogo] es | wd [2 Dd!................ -(2) CAPITULO 2 SISTEMA DE MEDICIÓN PARA SONDAS ELÉCTRICAS DE REGISTROS POZOS A A A Esta desigualdad sigue tas conclusiones principales para el método de detección sincrónica cuando f(t) = pg(t), donde p es una constante. Si se cumple la igualdad de la ecuación parte derecha y parte izquierda, y en este caso la integral de la ecuación de la ecuación (1) logra su máximo valor si f()- pa(d. Esta integral se disminuye en el límite cuando, las funciones en el intervalo son ortogonales G= O. Ortogonalidad f(t) y g(t) puede ser no sólo secuencia de diferencia en su forma sino como resultado de desplazamiento en dominio del tiempo de dos señales una con respecto a la otra. En prospección eléctrica, el rango de frecuencias donde se pueden despreciar los cambios de fase en el dominio de frecuencia de las señales de medición es, donde la función de transferencia del medio pa(jw) equivale pa = cte. La forma de corriente entre electrodos de excitación (AB) y la forma de voltaje en línea de recepción (MN) son semejantes, de ahí se puede escribir que la variable informativa pa es ty +ár juwvena YO UO20 0 210 100 oso donde: U(t) - voltaje en línea de recepción MN; /I(f) - corriente en linea de transmisión AB; K - coeficiente geométrico. 29 CAPITULO 2 SISTEMA DE MEDICIÓN PARA SONDAS ELECTRICAS DE REGISTROS POZOS «<<< Para seleccionar la señal U(t) que nos interesa cuando existen perturbaciones es optimo escoger una función de modulación g(t)=pl(t). donde p es una constante. Sin embargo, tomando en cuenta la complejidad técnica de la realización de operación de multiplicación (sobre todo utilizando elementos analógicos) como función de modulación usualmente se escoge la función g(t) = p sign 1(t). A continuación tenemos un resumen de un análisis de las características de selección del detector sincrónico en dominio de frecuencia aplicando a un caso particular pero prácticamente muy importante de funciones binarias con fase controlada. Suponiendo que en la línea AB hay una corriente [(t), como una secuencia de pulsos fp(t) binarios de la misma forma y amplitud con duración To y con fase (sentido o polarización) que acepta solamente dos valores 0 ó x, obtenemos 19)= Y ay(—nT,) donde: ap=e +1; ¿(n)=0,1 (£(m) es una función que determina la ley de modulación de fase). La señal de medición f(f) es suma de la señal de medición U()=p/kH(t) y de perturbaciones y ruido aditivos n(t) por lo que NA SO=U0+A0 =>) aU —nT,) +0. Usando la función de modulación g(t) = psign I(U=psign(an), en la salida del multiplicador (de un detector síncrono) obtenemos la señal 30 CAPITULO 2 SISTEMA DE MEDICIÓN PARA SONDAS ELÉCTRICAS DE REGISTROS POZOS A (1) = Yu, (-n7,) +n(Osinga, 0 La operación para obtener el módulo de la función es bastante fácil” realizar técnicamente con varios métodos en lugar de multiplicar señales. La señal de interés G, y señal de perturbación G, en ta salida del integrador serán TN G.(N)= [Fuster Jas SMToUin.ccocnmmnnnooo (5) 00 G,(N)= [nía de... donde T=NT¿ es el intervalo de tiempo total de excitación de corriente y Us es promedio de un pulso en secuencia. To U, = fU, (ar o En la figura 2.1 se muestra como actuaría el método de la detección sincrónica con una señal generada en los electrodos de corriente AB y al realizar ia multiplicación con la señal medida en los electrodos de voltaje MN. Se obtiene una señal rectificada y la señal de ruido a la hora de integrar se elimina. 31 CAPITULO 2 SISTEMA DE MEDICIÓN PARA SONDAS ELÉCTRICAS DE REGISTROS POZOS p +- ii E >, Un [sto] A t toa. de ¿ t 4 po 1 q Figura 2.1 Disminuir el error indicado se puede usando como función de modulación las señales seudo-armónicas, los principios de sintetizar las cuales con base en funciones rectangulares son bastante bien desarrolladas y se presentan en literatura. Tomando en cuenta que para secuencias rectangulares periódicas, la aportación mayor en el error del método que hace el tercer armónico, es conveniente escoger que a=1/6. Con base en los estudios y análisis realizados por el Dr. Kalinin y el Dr. Mousatov (KALININ, MOUSATOV, 1989), y por definición el campo eléctrico, de un dipolo en la superficie de un semiespacio homogéneo isótropo es 32 CAPITULO 2 SISTEMA DE MEDICIÓN PARA SONDAS ELÉCTRICAS DE REGISTROS POZOS E,(w) = e e tr kre”*] donde > [2 HN _ pa 4 2 0-0 es el número de onda y A longitud de onda, p(w) es la resistividad del semiespacio homogéneo y u permitividad magnética. Cuando el parámetro |Krl << 1 (el error por influencia del efecto de skin tomando en cuenta que usando detección sincrónica se determina parte real del campo electromagnético) obtenemos p.(m= por, (22) = pl0)1+5(w)] 0) Para señal poliarmónica del tipo de función rectangular tomando en cuenta que Re p,(Uw)=p, (19) 005 p(w) + )” TO y =p (pcs plwXI-8,) Se puede considerar que la resistividad aparente es p.(w)= vol: + y A ni (8) 33 CAPITULO 2 SISTEMA DE MEDICIÓN PARA SONDAS ELECTRICAS DE REGISTROS POZOS Suponiendo formalmente que la resistividad p(w) = p(0), se puede ver que el error en este caso es muy grande ya que la serie 1/(2n-1)'? no converge. Si se usa como función de modulación g,(t) con a = 6 y la corriente introducida en forma ((t)=losignwt, la serie en la ecuación (8) se convierte en serie con signo alterno y se converge rápidamente. . alfn—Ipelugncos (a -02| p.(1)= p(0) cos <| 1+ Y) (9 m=2 2/2n-1 0 Usando solamente 5 miembros de la serie de la ecuación (9) obtenemos x p.(w) = p(0) cos +0.128(w)] Es decir, la sumatoria del error será casi en un orden menor que el error d(t) para la señal mono-armónica. Las expresiones obtenidas para estos casos van a tener lugar prácticamente a partir del número de periodos mayor de 15-20. Entonces e! método de detección sincrónica con función de modulación en forma rectangular es técnicamente bastante sencillo y por otro lado permite alto grado de unificación del equipo de medición para diferentes métodos de prospección eléctrica (sobretodo multicanles) con alta selectividad con respecto a las perturbaciones regulares y casuales en amplio rango de frecuencias. CAPITULO 2 SISTEMA DE MEDICIÓN PARA SONDAS ELECTRICAS DE REGISTROS POZOS AA 5 a 2.3 ESTRUCTURA GENERAL DEL EQUIPO Con base en tos análisis de los requerimientos técnicos y método de filtración se puede definir la estructura general del sistema multicanal para registros eléctricos de pozos. El equipo tiene que consistir en los siguientes bloques: + Multiplexor + Amplificador + Convertidor analógico — digital. + Bloque de control. + Generador + Fuentes de energía. Muttiplexor El bloque de multipiexor permite en una manera secuencial transmitir las señales eléctricas desde los electrodos receptores al canal de amplificación y de conversión analógica - digital. Para realizar mediciones tanto del potencial del campo eléctrico como de sus derivadas el bloque de multiplexión debe posibilitar conmutación de 16 entradas diferenciales a una sola salida. Los características técnicas del multiplexor tienen que permitir transmitir las señales en el amplio rango dinámico, aproximadamente de n10% — n10' yv. Amplificador El bloque de amplificador esta incluido en la estructura del sistema como un adaptador de niveles de señales entre la salida del multiplexor y la entrada del convertidor analógico — digital (CAD). El uso del único acondicionador esta basado en la aplicación de convertidores de alta resolución combinando con un 35 CAPITULO 2 SISTEMA DE MEDICIÓN PARA SONDAS ELECTRICAS DE REGISTROS POZOS AAA e 5 procesamiento digital para filtración de señales. En este caso se puede evitar los problemas relacionadas con la construcción e identidad de los acondicionadores específicos (amplificadores y filtros) para cada canal. La característica importante del amplificador es su función transitoria (tomando en cuenta la resolución de CAD) que determina el intervalo de tiempo para cambio de ganancias. Convertidor El convertidor CAD permite transformar las señales analógicas acondicionadas en las señales digitales para su procesamiento numérico. La resolución necesaria del convertidor es de 16 bits como fue anteriormente mencionado. El tiempo de conversión se puede estimar tomando en cuenta las frecuencias de operación (20 —80 Hz) y candidad de canales (16). Basándose en el Teorema de muestreo de Nyquist [7], que indica que la frecuencia del muestreo debe ser en 2 veces mayor de la frecuencia máxima del espectro limitado de la señal, obtenemos que la frecuencia de muestreo es de 2560 Hz y tiempo de conversión es menor de 400 Hs. Usando la frecuencia de operación de 30 Hz y el método de detección sincrónica, además suponiendo que el espectro de ruido se delimita por el tercer armónico de la frecuencia industrial de 60 Hz, es conveniente utilizar dispositivos electrónicos con tiempo de conversión menor que 100 ys. Bloque de control El bloque de contro! tiene que mantener el funcionalmente general del equipo incluyendo las siguientes funciones principales: + Inicio y finalización del trabajo e Transmisión de los parámetros programables y los datos obtenidos + Formar la secuencia del cambio del signo de la señal de generador 36 CAPITULO 2 SISTEMA DE MEDICIÓN PARA SONDAS ELECTRICAS DE REGISTROS POZOS A + Formar comandos necesarios para el multiplexor (cambio de canales), el amplificador (cambio de ganancias) y convertidor CAD (inicio de conversión y lectura de datos). + Realizar procesamiento usando e! método de detección sincrónica Generador El bloque del generador sirve para crear el campo eléctrico en el pozo. El generador forma los señales rectangulares por comandos del bloque de control. Se puede aplicar dos tipos de generadores: con la amplitud de la corriente estabilizada o con ta medición de corriente usando uno de los canales de medición. En el último caso no debe existir contactos galvánicos entre líneas de medición y el generador. Fuente de energía Las fuentes de energía debe proporcionar los voltajes estabilizados necesarios para la función normal de todos los bloques del sistema incluyendo el generador. En la tesis presente se considera solamente parte de sistema de adquisición de datos; el desarrollo del generador y las fuentes de energía no fue contemplado en marco de trabajos realizados. 37 3 DESARROLLO DEL SISTEMA DE ADQUISICIÓN MULTICANAL PARA REGISTROS ELECTRICOS 3.1 DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE ADQUISICIÓN DE DATOS El sistema de adquisición de datos [8] esta formado por dos bloques principales, uno será el bloque analógico y el otro el bloque digital (Fig. 3.1). Bloque Anatógico Señales ) Muttiplexor de Ey» ¡Amplificador ¡Convertidor A/D) Selección de Canales tastrumentaci de 16 bits 4 4 A [] Bloque Digital VY Memorias KN Microcontrolador| ON | v |] L__re_] Figura 3.1 El bloque de la etapa analógica, técnicamente fue realizado en una sola tarjeta y consiste en varios módulos. El primer módulo corresponde al Multiplexor de Selección de Canales, el cual tendrá como objetivo llevar a cabo el multipiexaje de las señales eléctricas 38 CAPITULO 3 DESARROLLO DEL SISTEMA DE ADQUISICIÓN MULTICANAL PARA REGISTROS ELECTRICOS provenientes de los electrodos receptores de entrada, obteniéndose a la salida la señal del canal que fue seleccionado por medio del bus de direcciones, que es controlado por el microcontrolador. El módulo Amplificador de Instrumentación realiza la adecuación de la señal mutltiplexada. La adaptación de los niveles de voltaje se realiza con la selección de la ganancia que es elegida. Esta selección de la ganancia es cambiada por medio del microcontrolador. El módulo final Convertidor A/D de 16 bits se encargará de la conversión de las señales analógicas acondicionadas del canal de amplificación para su posterior manejo y procesamiento. Este módulo nos entregara un valor en forma binaria con una longitud de palabra equivalente a un nivel de voltaje del canal que fue previamente seleccionado. Todo el funcionamiento tanto de calibración y muestreo lo lleva a cabo el microcontrolador. El bloque de la etapa digital fue armado en la segunda tarjeta del sistema de adquisición y cuenta con dos módulos. El primer módulo corresponde al Microcontrolador, el cual tendrá como objetivo organizar y controlar las acciones de los demás módulos. Así que, llevara a cabo la inicialización del establecimiento de los parámetros de funcionamiento que se introducen por medio de la interfaz gráfica a través de la computadora. Permitirá la comunicación en las tarjetas, establecerá el manejo de los datos, procesamiento y transmisión. El módulo de Memorias tiene como función el almacenamiento del programa de control y procesamiento, así como el almacenamiento de los datos una vez ya procesados. 39 CAPITULO 3 DESARROLLO DEL SISTEMA DE ADQUISICIÓN MULTICANAL PARA REGISTROS ELECTRICOS AA A 3.2 MODULOS DEL BLOQUE ANALÓGICO Multiplexor Este módulo realiza la adquisición en 16 canales con una señal eléctrica por canal, por medio del método Multiplexación por División de Tiempo (TMD) [7]. Esta técnica de multiplexaje consiste en aprovechar los tiempos entre los distintos muestreos para poder hacer un cambio de canal. La unidad multiplexora selecciona secuencialmente una a una cada señal de entrada (del 1* al 16%) que después es introducida a! módulo del Amplificador de Instrumentación. El dispositivo del multiplexor [9] empleado para este sistema es el H-516 de Harris Semiconductor (Apéndice C) como el que se muestra en la figura 3.2. MULTIPLEXOR HI-516 — vopris : A Canal 14 de entraña Harns Semiconductor analógica provwere de LA Glecuogo Sanda A oura ETA + Ariplificacor de Instrumentación ¿PA3) en (PAG) Ao (PAD A (PAZ) M2 As Lineas de control y direcciones del multplexor a iravés del puerto A del hliciocontrolador. NBA o Canal 18 de entrada Ay DECODER % instrumentación weas Canal EB de envada . INPUT BUFFER AND DECODEAS MULTIPLEXER SWITCHES Figura 3.2 40 CAPITULO 3 DESARROLLO DEL SISTEMA DE ADQUISICIÓN MULTICANAL PARA REGISTROS ELECTRICOS A Este es un multiplexor analógico de 16 canales / 8 canales diferenciales, de tecnología CMOS de alta velocidad. Para el sistema se utilizaron dos multiplexores conectados entre sí en sus líneas de control y di ecciones, cada uno en su modo de 8 canales diferenciales para obtener los 16 canales diferenciales requeridos. El HE-516 esta dieléctricamente aislado y ofrece la selección de un canal único, más la inhibición de la entrada por la deshabilitación de los canales. Esto es importante ya que de esta forma podemos seleccionar el trabajar solamente con los 8 canales diferenciales de un multiplexor, mientras el otro esta deshabilitado y viceversamente. También, el tener la salida 'out A' de un multiplexor conectada a la salida 'out A' del otro multiplexor, de la misma manera la salida 'out B' de un multiplexor con la salida 'out B' del otro, da como resultado una sola salida diferencial que será introducida al canal de amplificación para su adecuación. La selección de cada canal es llevado a cabo con las líneas de direcciones y contro! por medio del puerto A del microcontrolador. Por sus características (Apéndice C) el dispositivo es muy apropiado para sistemas de adquisición de datos de alta velocidad, instrumentación de precisión, y procesos de control industrial. Además, sobre la base de lo visto en el capítulo 2, este dispositivo tiene un tiempo de restablecimiento de 250ns (0.1 %), también cuenta con extensiones de rango militar MIL-STD-883 y en la versión H11-0516-2 el rango de temperatura es de - 55*C a +125*C, óptimo para nuestra aplicación. El rango de voltajes que soporta para las señales analógicas de entrada es de (V-) -2V a (V+) +2V, donde V+ y V- son los valores de voltaje de las fuentes de polarización empleadas, cuyos valores son de V+ = 12V y V-=-12V. 41 CAPITULO 3 DESARROLLO DEL SISTEMA DE ADQUISICIÓN MULTICANAL PARA REGISTROS ELECTRICOS Amplificador de Instrumentación En nuestra aplicación la señal de voltaje que sale de los mutltiplexores es introducida al amplificador de instrumentación [10]. El dispositivo de Amplificador de Instrumentación seleccionado para nuestro sistema es el PGA205 de Burr- Brown (Apéndice C) que se muestra en la Fig. 3.3. Ampllica icador de Instrumentación PGA205 lo Y Bur-Brown e pa a i PGAZOs Pa ¡ POROS | rar Micol BS > NE 25 25h Salida de la señal > ya adecuada por la Digtaly Sesactad E Le enero Ue Fees Nam - 1 del Corveridor AD de 16 bits y T A A [Peer vorago! | xu 25 5] |? 9 B 4 Ma ., y Fig. 3.3 El PGA205 es un amplificador de instrumentación de ganancia programable de bajo costo, de propósito general que tiene excelente exactitud. Sus ganancias son digitalmente seleccionadas por medio de las líneas de selección a través del microcontrolador. Los valores de las ganancias se presentan en la Tabla 3.1 Las líneas de selección de ganancia pueden ser de tipo TTL ó CMOS. Cuenta además con una protección intema de entrada que puede soportar hasta + 40 V de entradas analógicas sin dañarse y su tiempo de restablecimiento del dispositivo es de: 22us con G= 1 y de 28us con G=8. Esto es importante ya que entre 42 CAPITULO 3 DESARROLLO DEL SISTEMA DE ADQUISICIÓN MULTICANAL PARA REGISTROS ELECTRICOS E cada multiplexación de cada señal hay que considerar este tiempo. GAIN A A PGA204 | PGA205 | A, Ap 1 1 0.0 10 2 01 100 4 to 1000 8 1.3 TABLA 3.1 Otras características importantes son su bajo voltaje de offset de 504V y un drift de 0.25 uV/*C. Esto evita el tener que hacer ajustes de voltaje de salida extemo con la ayuda de otros circuitos y una alta razón de rechazo en modo común de 112 dB a una ganancia de G=8. Este amplificador de instrumentación cuenta con un rango de temperatura de operación de -40"”C a +125”C, óptimo para nuestra aplicación tomando en cuenta las condiciones de medición en el pozo previamente vistas en el capitulo 2. Los valores de las fuentes de alimentación son de V+=12V y V-=-12V. Convertidor Analógico-Digital Un convertidor analógico - digital (CAD) [9] toma un voltaje de entrada de una señal analógica y después de un intervalo de tiempo produce en su salida un código binario que representa el valor del voltaje de entrada analógico en forma digital (Fig. 3.4). En el proceso de captura de una señal que cambia rápidamente de valor, se puede generar un error significativo en el valor de dicha señal antes de que termine la conversión. 43 CAPITULO 3 DESARROLLO DEL SISTEMA DE ADQUISICIÓN MULTICANAL PARA REGISTROS ELECTRICOS Figura 3.4 Este problema se resuelve implantando en el CAD un circuito que se denomina muestra y retención (sample and hold). Este circuito cuenta con un interruptor electrónico de alta velocidad usado para tomar la muestra de la señal y circuito capacitivo, seguido de un amplificador de ganancia unitaria, para mantener constante el valor de la señal que se muestreo en el transcurso de la conversión. La precisión y resolución son dos características más importantes del CAD. La precisión indica que tan cercano es el valor medido respecto al valor real y la resolución corresponde al número máximo de códigos del convertidor. En la técnica de conversión analógico-digital se han creado y utilizado muchos métodos. Existen convertidores que usan el método de integración, o sistema contador de incrementos. Entre los más conocidos están el de integración (o rampa) simple y el de integración (o pendiente) doble; siendo este último una clase de convertidor de voltaje a frecuencia. Otro tipo de convertidores llamados servosistemas digitales (en analogía con métodos de control por retroalimentación y búsqueda de error cero de servomotores), 44 CAPITULO 3 DESARROLLO DEL SISTEMA DE ADQUISICIÓN MULTICANAL PARA REGISTROS ELECTRICOS WAA A A a utilizan un convertidor digital-analógico (CDA) en la trayectoria de retroalimentación. Uno de los más importante es del tipo de aproximaciones sucesivas [9]. Hay otros basados en comparación directa de niveles, que frente a los métodos anteriores resulta incuestionablemente más rápido, pero tienen menor resolución y más elaborados y costosos. En nuestro sistema, el CAD de aproximaciones sucesivas es la mejor opción, ya que su tiempo de conversión es mas corto y fijo (no depende del valor de entrada analógica). Dentro de los CADs comerciales que cumplen con tener circuitos que pueden operar en rango de temperatura alto, con una resolución de 16 bits y muy rápido se encuentra el ADE77 de Analog Devices (Apéndice C) que se muestra en la Fig. 3.5. Convertidor A/D de 16 bis ADB7T Analog Devices Mana 2mpitragor ga str ú vin cel Convescor AD y, aquo sense (9H T] pur Yaoo (YH SUFFERS| ARHD coma del Convento LO IPGLCAL cun ESE O ECO Coat Figura 3.5 45 CAPITULO 3 DESARROLLO DEL SISTEMA DE ADQUISICIÓN MULTICANAL PARA REGISTROS ELECTRICOS == AA a El AD677 es un convertidor de multipropósito de 16 bits con salida serial el cual utiliza una arquitectura de redistribución de carga con capacitores-switcheados que alcanza 100 kSPS en promedio de conversión (Tiempo total de conversión 10 us). Este tiempo de conversión es muy importante ya que el sistema en lo que respecta a la etapa adquisición y procesamiento, se trabaja en función de un intervalo de tiempo fijo para cada muestra. Esto obliga realizar todo el proceso dentro del intervalo de tiempo ya definido, El intervalo entre los muestreos es de 130.20us. que se determina tomando en cuenta la frecuencia de operación de 30 Hz (Capítulo 2), la cantidad de 16 muestras por un periodo y 16 canales. La salida de datos es en forma seria! (SDATA) en sincronía con un reloj serial (SCLK), esto nos da la facilidad de poder interconectar el convertidor a la interface periférica serial del microcontrolador como un subsistema de comunicación independiente. Para poder realizar esta comunicación se tuvo que implementar un arreglo de registros seriales adicionales externos porque la frecuencia de operación del convertidor mínima es de 2Mhz y la del SPI del microcontrolador es de 2Mhz máxima. El AD677 esta especificado para ac, parámetros tales como el promedio de SKN+D), Distorsión Total de Armónicos (THD) y Distorsión de Intermodulación (IMD) los cuales son importantes en aplicaciones de procesamiento de señales. Todo el desempeño es optimizado por la corrección digital interna de las no- linearídades a través del chip de autocalibración. El AD677 opera con fuentes desde +5V y + 12V y típicamente consume 450 mW utilizando un voltaje de referencia de 10 V y 360 mW durante la conversión. La fuente digital (Vpp) esta separada de las fuentes analógicas (Voc,Vee) para evitar el cruce en la comunicación. CAPITULO 3 DESARROLLO DEL SISTEMA DE ADQUISICIÓN MULTICANAL PARA REGISTROS ELECTRICOS a El sistema de autocalibración provee un excelente desempeño de dc mientras elimina ta necesidad de ajustes por el usuario o circuitos adicionales externos. El rango del voltaje de entrada esta determinado por + Vaer. Las entradas y salidas son compatibles con TTL. Tiene un excelente desempeño de ac: -994B THD y 92 dB S/(N+D) con un error máximo de + 4 LSB a un promedio de muestreo de 100 kSPS y un Drift de Temperatura de escala completa tanto positiva como negativa de + 0.5 LSB. Cuenta con extensiones de rango militar (-40 *C a +125 *C). Las Tarjetas fueron especialmente fabricadas tomando en cuenta condiciones de pozos y estandares de equipos de registros de pozos. Tarjeta Analógica 47 o va Y Y ve vr vs ya ve ve A vo DE SA RR OL LO DE SI ST EM A DE AD QU IS IC IÓ N MU LT IC AN AL . CAPITULO 3 DESARROLLO DEL SISTEMA DE ADQUISICIÓN MULTICANAL PARA REGISTROS ELECTRICOS We 3.3 MODULOS DEL BLOQUE DIGITAL Microcontrolador Los microcontroladores [11] son computadoras digitales diseñadas a supervisar, manejar, monitorear, y controlar varios procesos en la industria, negocios, defensa, aeroespacio y otras áreas de aplicación. La potencialidad extraordinaria de los microcontroladores permite reducir el tiempo y costo empleado en el desarrollo de un proyecto, esto los hace ser más fiables y a su vez permiten reducir considerablemente los elementos de hardware empleados para un proyecto. Un microcontrolador es un circuito integrado (Cl) de una gran escala de integración (LSI) extremadamente complejo, que tiene la capacidad de ser programable. Está constituido ente de los siguientes bloques: + Unidad Aritmética Lógica. + Registros. +« Memoria. + Puertos de comunicación. + Temporizadores. * Control. + Convertidores Anatógico-Digitales. Existen varias marcas de microcontroladores que se encuentran en el mercado como: Motorola, Intel, National, Microchip, etc. Sobre la base de sus características, bajo costo, arquitectura y rango de temperatura de operación (-55%C - +125”C) en algunas versiones. Los microcontroladores que pueden servir para este sistema son los de la familia de 48 CAPITULO 3 DESARROLLO DEL SISTEMA DE ADQUISICIÓN MULTICANAL PARA REGISTROS ELECTRICOS 68HC11 de Motorola, 80C51 de Intel y COP de National. La utilización de un recurso ya disponible como la tarjeta CMT SIMMP-2 [12] y software de desarrollo PUMMA para el microcontrolador 68HC11 de Motorola, desarrollado por M.I. Antonio Salvá Calleja de la Facultad de Ingeniería de la UNAM, ayudo a la construcción de una tarjeta de acuerdo a nuestras necesidades. La familia 68HC11 de Motorola está formada por un grupo sofisticado de microcontroladores de 8 bits, con tecnología HCMOS, con velocidad de bus nominal de 2 MHz. Las características generales de la familia son: + Un sistema de memoria de 8 Kbytes de memoria ROM, 512 bytes de memoria EEPROM y 256 bytes de memoria RAM, + Un puerto de 8 líneas muttiplexadas a un convertidor analógico-digital con una resolución de 8 bits. + Sistema de monitoreo tipo watchdog de la circuitería intema del circuito integrado, para prevenir fallas. + Una interface para comunicación serial asincrona SCI y una interface para periféricos seriales sincronos SPI. + El sistema principal de reloj tiene tres líneas de captura de entrada, 5 líneas de salida de comparación y una función reai para interrupción. + Subsistema acumulador de pulsos de 8 bits, capaz de contar y/o convertir eventos extemos con ó sin periodicidad, entre otras aplicaciones. + Por medio de sofiware, WAIT y STOP, es posible controlar la potencia requerida por el Cl. El conjunto de instrucciones es completamente compatible con toda la familia, por si se desea cambiar a otra versión. Así mismo algunas instrucciones son tan versátiles que permiten ejecutar varias operaciones que sean dadas por una sola 49 CAPITULO 3 DESARROLLO DEL SISTEMA DE ADQUISICIÓN MULTICANAL PARA REGISTROS ELECTRICOS instrucción. En la Tabla 3.2 se muestra las características de los principales miembros de la familia de microcontroladores de MOTOROLA 68HC11 (Apéndice B). 68HCHAB [68HC11 E9 68HC11€2 ¡S8BHC11F1 |68HC11 AB 63HC1103 68HC11E9 ROM Bk 12K 0 o 8K EEPROM 4K EEPROM | 12K EEPROM RAM 256 512 256 1K 256 192 512 EEPROM [512 512 2K s12 512 0 512 RELOJ 16817 16 817 16 81T 16 BIT 16 BIT 16 BT 16 BIT sPI El si Ss El si si si sal Ss sI si si si si si [AJD El si si si st NO st INT.T, si SI El El Ss Ss El REAL WATCH [St El si a si Ss si DOG ENCAP- [PLCC52 |PLCC 52 PLOC5S2 [PLCCE6B [PLOC52 PLCC 44 PLCC 52 'SULADO |¡DIP48 DIP40 10 38 3 3 30 34 32 38 VELDEL [02.1 02.1 0-21 042 02.1 02.1 02,1 BUS MHz TABLA 3.2 En la tabla se puede apreciar que el microcontrolador que tiene mas recursos es el MC68HC11F1, y fue el que se utilizo para este sistema ya que nos ofrece lo siguiente: * Sistema de Timer expandido de 16 bits con preescalador programable de cuatro estados. + Interface de Comunicación Serial (SCh. + Convertidor Analógico-Digital de 8 bits. + Bloque de protección para EEPROM y Config. + Bus expandido no multiplexado. + Direccionamiento de memoria de 64k. CAPITULO 3 DESARROLLO DEL SISTEMA DE ADQUISICIÓN MULTICANAL PARA REGISTROS ELECTRICOS e Interface Serial Periférica (SP). + 512 bytes de EEPROM. e 1024 bytes de RAM estática. «e Chip Select programables. + Sistema de Watchdog. + Circuito Acumulador de Pulsos de 8 bits. » Circuito de Interrupción de Tiempo Real. El rango de temperatura de operación en las versiones MC68HC11F1MEN3 y MC68HC11F1MFN2, es de 40"C a +125"”C (Tabla 3.3). Es importante esta característica ya que dentro de las condiciones de pozo (Capitulo 2), el microcontrolador a utilizar debe ser capaz de soportar altas temperaturas. Esto obligo a utilizar un microcontrolador que tenga extensiones de rango militar. E O o n ¿QEP CA FBT IMAZ e CERCITACPOr 1 TY Byiés EEPRO " UH —MCSSHCT TFICPU3] 1 104 Byíés RAM" TA mm thick) j- 4 MHz” ¡MCósHCI TETCRUA: ¡ pes to+ tosec iia SMA” IMESSHCITETVPUZ | 33 mn OACI IFTO TOA IMHE ON NS Hz IMCSRACTIFÍCANS CS HONIFIVENY 240 FOSA Ci YMHZ C N 5 : | j 1 1 i 1 1 MCSTACITETVEN: ¿ 4 NY CESACTIFIVENS; 4004 157 CT PMH ¡MCERHCITETMEN?; o "3 Mñz MCSSACIIFTMENS! TABLA 3.3 Aunque el HC11 opera principalmente en modo expandido, cuenta con dos pines MODA y MODB para seleccionar uno de los dos modos normales de operación ó uno de los dos modos especiales de operación. Los modos normales de operación 51 CAPITULO 3 DESARROLLO DEL SISTEMA DE ADQUISICIÓN MULTICANAL PARA REGISTROS ELECTRICOS AAA o a a son el single-chip y el modo expandido no multiplexado. Los modos de operación especiales son el bootstrap y el modo de prueba. Los modos de operación pueden ser seleccionados según la Tabla 3.4 loja MODB Modo de Operación 0 0 Especial Bootstrap 0 1 Normal Single-Chip 1 0 Especial Test 1 1 Normal Expandido TABLA 3.4 El microcontrolador se utilizo en modo expandido no multiplexado. En este modo de direccionamiento el MCU puede direccionar hasta 64K bytes de espacio de memoria, En el modo expandido no hay memoria de programación interna y el bus es no- multiplexado. La memoria consiste principalmente de 64K de capacidad de direccionamiento extemo disponible para el usuario. Dentro del chip se cuenta con 1k de RAM estática, 512 bytes de EEPROM y 96 bytes de registros de control y status, todos ellos pueden ser remapeados a cualquiera de los 4K límites en memoria. Además 256 bytes de ROM bootloader que están presentes sólo en modo especial bootstrap. La memoria RAM [9] (Random Access Memory) ó Memoria de Acceso Aleatorio, es una memoria de lectura-escritura en donde cualquier tocalidad de memoria se puede accesar fácilmente como cualquier otra. Es una memoria de almacenamiento temporal de datos. Si se interrumpe el suministro de energía la información almacenada en ellas se pierde. En nuestro sistema esta memoria servirá de almacenamiento de los parámetros de configuración del sistema y de los datos que arrojara el convertidor analógico- 52 CAPITULO 3 DESARROLLO DEL SISTEMA DE ADQUISICIÓN MULTICANAL PARA REGISTROS ELECTRICOS a digital ya una vez procesados por el microcontrolador, para que después estos datos sean enviados a través de la interface de comunicación RS-232 estándar a la computadora y ser visualizado en la interfaz gráfica del sistema. La memoria ROM [9] (Read Only Memory) ó Memoria de Solo Lectura es una memoría que esta diseñada para almacenar datos e información que no cambiaran durante la operación del sistema. En nuestro sistema la ROM servirá para almacenar el programa que se empleará para el control y procesamiento de todo el sistema. Los bits de dirección de mayor orden son los pines de salidas del puerto B, y los bits de dirección de menor orden son los pines de salida del puerto F. El bus bidireccional de datos aparece en el puerto C. El pin de lectura/escritura (R/W) es usado para controlar la dirección de transferencia de datos en el bus del puerto C. La programación del chip select esta disponible en los bits de mayor orden del puerto G. Las 54 líneas de entrada y satida (1/0) están ordenadas en seis puertos de 8 bits (puertos A,B,C,D,E,F y G) y un puerto de 6 bits (puerto D). Como se empleo el modo expandido, los puertos quedaron de la siguiente forma: « Puerto F y B: Bus de direcciones para la RAM y ROM externa. + Puerto C: Bus de datos de la RAM y ROM externa. » Puerto A: Para control de los multiplexores, amplificador de instrumentación, switch y generador +» Puerto G: Dos pines para el convertidor analógico-digital externo. + Puerto D: Utilización del SCI para transmisión y recepción de datos tanto de la tarjeta digital a la interfaz de la computadora y viceversa. Utilización del SPI para la recepción de dato que arroja el convertidor analógico-digital externo a través de la tarjeta analógica a la tarjeta digital. 53 CAPFTULO 3 DESARROLLO DEL SISTEMA DE ADQUISICIÓN MULTICANAL PARA REGISTROS ELECTRICOS AAA A Se empleo el puerto A para casi todo el control porque es un puerto de l/O de propósito general de 8 bits con un registro de datos (PORTA) y un registro de dirección de datos (DDPA). En adición, el puerto A puede ser configurado para funciones de entrada de captura de timer (IC), funciones de salida de comparación de timer (OC), y funciones de acumulador de pulsos, aunque en este caso no se empleo esa función. El puerto A puede ser leido en cualquier momento. Si se escribe en el puerto A, este almacena los datos en un latch interno. Escribir en el puerto A no cambia el estado del pin cuando este esta configurado como salida de comparación de timer. Cuando el puerto A es configurado como //O de propósito general, el DDRA (registro de dirección de datos) controla la dirección de datos de los pines VO como sigue: 1 = Configura a cualquiera de los pines del puerto A como salida. 0 = Configura a cualquiera de los pines del puerto A como entrada. PAs y Línea Ay de Dirección del Multiplexor. PA: ——> Línea A; de Dirección del Multiplexor. PA2 ___) Línea A, de Dirección del Multiplexor. PAs _— Línea En de Control del Muttiplexor. PAs y. Línea de Control del Generador. PAs — Línea A, de Dirección del Amplificador de Instn.mentación. PA > Línea Ay de Dirección del Amplificador de Instrumentación. PA, ——-» Línea Sy de Selección del Cana! del Multiplexor Analógico del circuito de adecuación externo SPI-CAD. En el caso del puerto G sólo se emplearon dos pines del puerto, el pin PGy (Para el pin CAL del CAD externo) y PG, (Para el pin SAMPLE del CAD externo). $4 CAPITULO 3 DESARROLLO DEL SISTEMA DE ADQUISICIÓN MULTICANAL PARA REGISTROS ELECTRICOS ————— El puerto G es un puerto de VO de propósito general de 8 bits, cuenta con un registro de datos (PORTG) y un registro de dirección de datos (DDRG). Los cuatro bits de mayor orden son opcionalmente usados como salidas de chip-select en modo expandido. Cuando cualquiera de estas líneas no esta siendo usada para un chip- select, esta puedé ser usada como 1/O de propósito general. Cuando el puerto G es configurado como VO de propósito general, el DDRG (registro de dirección de datos) controla la dirección de datos de los pines VO como sigue: 1 = Configura a cualquiera de los pines del puerto G como salida. 0 = Configura a cualquiera de los pines del puerto G como entrada. Cuando se escribe un dato en el puerto G, este es almacenado en un latch interno. Escribir en el puerto G no cambia el estado del pin cuando el pin asociado es configurado como chip-select. Si un pin del puerto G es cambiado a salida de propósito general escribiendo el bit corespondiente en el DDRG, o deshabilitando un chip-select, el pin maneja el último valor escrito en el latch interno del puerto G. El chip-select forza el estado de l/O, a ser una salida para cada línea del puerto G asociada con un chip-select deshabilitado. En este caso, los bits del DDRG no son cambiados y no tienen efecto sobre estas líneas. El DDRG regresa el control del estado de VO de un pin cuando la función de chip-select asociada es deshabilitada. La Interface de Comunicación Serial (SCI) que esta dentro del puerto D nos sirve para la transmisión de los datos contenidos en la memoria RAM externa a la interfaz gráfica de la computadora, así como para la comunicación a través de la interfaz gráfica desde la computadora al propio microcontrolador para establecer los parámetros de configuración del sistema. 55 CAPITULO 3 DESARROLLO DEL SISTEMA DE ADQUISICIÓN MULTICANAL PARA REGISTROS ELECTRICOS EEEE->X-MAÓA4AA4A4» | : , , a us Dl nT > z : [REMAIN , Canal 16 T ” ] > t Figura 4,2 La cantidad de muestras por canal será definido por la variable TOT_PERIODOS por 16, ya que cada periodo como se menciono con anterioridad contendrá 16 muestras. En la figura 4.3 se muestra el diagrama de flujo del funcionamiento del sistema de control. El sistema adquirirá la cantidad de muestras necesarias comenzando con el primer dato del primer canal, después el segundo canal, etc., cada 130us hasta 63 CAPITULO 4 PROGRAMAS DE ADQUISICIÓN, PROCESAMIENTO Y COMUNICACIÓN O a llegar al número de mediciones (muestras) definido dentro del número de canales formando un bloque completo. Este proceso se repetirá hasta alcanzar el número de bloques definido por la variable TOT_BLOQUES. Cada medición será obtenida mediante el proceso de selección del canal, obtención, adecuación y conversión analógica-digital de la señal medida (muestra). El valor del dato en forma binaria generado será leído, sumado y almacenado dentro de la localidad de memoria que le corresponde en función de su canal, y así sucesivamente, hasta completar todos los canales calculados. De esta forma obtendremos una suma acumulada en las 16 direcciones de 4 bytes asignadas para los 16 canales del sistema que se encuentran asignadas en la memoria RAM externa del microcontrolador. La suma acumulada será por canal y contendrá todos los datos obtenidos, procesados y sumados en un periodo por la cantidad de periodos totales. Una vez obtenida la suma completa de todos los canales y habiendo conformado un bloque, al valor de la suma final de cada canal se le aplica un protocolo de comunicación y después se envía a la interfaz gráfica del usuario para tener una visión de cada dato que es obtenido de cada canal, y así sucesivamente hasta obtener la cantidad de bloques requeridos. Cuando el sistema finaliza la adquisición de datos, el usuario podrá iniciar otra vez este proceso en el momento que él decida, con soto reiniciar todo el sistema. CAPITULO 4 PROGRAMAS DE ADQUISICIÓN, PROCESAMIENTO Y COMUNICACIÓN =—————— K =TOT_8LOQUES ? : l=1 INTERRUPCION ha POR TIEMPO LEE DATO (130 us) I PROCESA DATO REALIZA 1 CONVERSIÓN SUMA DATO K=K+1 ] ALMACENA DATO NO mm Si] +1 l=4 TERMINASTE UN BLOQUE?” NO si APLICA PROTOCOLO DE COMUNICACIÓN ENVIA DATOS Figura 4.3 65 CAPITULO 4 PROGRAMAS DE ADQUISICIÓN, PROCESAMIENTO Y COMUNICACIÓN A a 4.3 PROCESAMIENTO DE DATOS EN TIEMPO REAL En esta etapa se procesaran los datos de acuerdo al método de detección sincrónica [6] antes mencionado. La formación de la secuencia del cambio de signo de la señal del generador dependerá del medio periodo o medio ciclo que estemos analizando como se muestra figura 4.4. Von T/2 * — Canal! Prima TIT EAN anananas MIVUTTTTE TETTTTT > Y Figura 4.4 En nuestro caso se consideran 8 muestras en cada medio período. En el primer medio periodo, la señal (muestra) será multiplicada por (1), que corresponde al primer medio ciclo positivo de la señal del generador síncrono, sumándola después en la localidad de memoria M, designada al canal i (0 < ¡< 16). En el segundo medio periodo, la señal medida (muestra) será multiplicada por (-1), correspondiente al medio periodo de la señal que es creada en el generador síncrono, para después ser sumada en la localidad de memoria asignada por el canal (M;). Este proceso se realiza en cada periodo. M¡ = Nuestras * Nperiodos = 16* 16 = 256 muestras 256 M,= Y muestra y X=l CAPITULO 4 PROGRAMAS DE ADQUISICIÓN, PROCESAMIENTO Y COMUNICACIÓN En la figura 4.5 se muestra la señal que se obtiene a la salida. El primer medio periodo queda igual al ser multiplicado por (1), en cambio el segundo medio periodo, cambia de signo al ser multiplicado por (-1). Todo este análisis de las señales fue expuesto a! estudiar el método de detección sincrónica (Capitulo 2). V. A : out + 121 — v Canali HOT TOTANA OANAATAANATATAOTA AMBIEN NOAA ADA a nanasSA. Y Figura 4.5 Protocolo de Comunicación El protocolo de comunicación es otro aspecto importante que se considero para la comunicación interfaz-sistema de adquisición. Al final de cada suma en cada canal se obtienen 3 bytes, estos tres bytes son enviados mediante el siguiente protocolo de comunicación que se desarrollo para la transmisión como el que se muestra en la figura 4.6. 3 Bytes: (8 bits cada uno, 24 bits en total) 1 |Byte 1 0| Byte 2 O | Byte 3 Figura 4.6 67 CAPITULO 4 PROGRAMAS DE ADQUISICIÓN, PROCESAMIENTO Y COMUNICACIÓN Primero se analizan en los bytes dos y tres, el bit más significativo de cada uno debe de ser igual cero y para el byte uno este debe ser uno como se muestra en la figura 4.7 Bit mas significativo 1 Byte 1 o] Byte2 ol Byte3 Figura 4.7 De esta forma se establece un bit de identificación en cada uno de los bytes. El bit mas significativo del primer byte sirve para especificar que es el primer byte y que después debe haber dos bytes subsecuentes, con sus ceros en los bits - mas significativos y de esta forma ya se tiene el dato de 3 bytes. En caso de que el bit mas significativo de los bytes dos y tres no sea igual a cero, este será cambiado por cero y se notificara si los dos fueron cambiados, o cual de los dos fue cambiado en los bits de notificación de cambio que se encuentran contenidos en el primer byte como se muestra en el siguiente ejemplo: 1) Byte 2 cambiado y Byte 3 igual Este bit se cambia por 0 Este bit se cambia por cero y 11* ¡00 1 0 q] ] Bits de notificación 68 CAPITULO 4 PROGRAMAS DE ADQUISICIÓN, PROCESAMIENTO Y COMUNICACIÓN Quedando como resultado lo siguiente: Este bit se cambia por cero Este par de bits me indican que el bit más significativo del segundo byte fue cambiado y el bit más significativo del tercer byte no fue cambiado. Y así de esta forma dependiendo del caso. En el primer byte existe un bit que nos indicara el comienzo de cada bloque. Esto es con la finalidad de tener los datos separados por bloques con sus respectivos datos de todos los canales como el que se muestra en la figura 4.8. 1|"l1Jo| Byte 1 Í 1 = Comienzo de bloque 0 = Cualquier canal Figura 4.8 Mediante este protocolo de comunicación podremos ver si existe un error en la comunicación. 69 CAPITULO 4 PROGRAMAS DE ADQUISICIÓN, PROCESAMIENTO Y COMUNICACIÓN AAA AAA A 4.4 — INTERFAZ GRÁFICA La interfaz gráfica es el instrumento que sirve para la presentación de los datos una vez ya realizada la adquisición y el procesamiento. En nuestro caso la interfaz que se desarrollo cumple la función de un medio de enlace entre el microcontrolador y la computadora, para la inclusión de los datos y presentación de los mismos una vez ya procesados para cada canal. La interfaz gráfica esta compuesta por 3 pantallas. La primera lleva a cabo la validación de los parámetros de configuración del microcontrolador — PC para después establecer la comunicación a través de la PC. Esto lo realiza en forma autónoma sin la necesidad de la inclusión de algún dato por parte del usuario como se muestra en la figura 4.9. Figura 4.9 Al presionar Empezar el sistema bajara unos datos que sirven para la configuración intema de algunos dispositivos del microcontrolador y este a su vez 70 CAPITULO 4 PROGRAMAS DE ADQUISICIÓN, PROCESAMIENTO Y COMUNICACIÓN AAA A A devolverá un dato de validación indicando que el sistema de configuración y el reset esta correcto, pasando a la siguiente pantalla como la que se muestra en la figura 4.10. Figura 4.10 En esta pantalla el usuario dará de alta la cantidad de bloques que desea procesar y el número de periodos a muestrear. El nombre del archivo servirá para su creación y será donde se guardaran los datos. Esta plantilla de inclusión generara el archivo de datos con el formato de trabajo. Aunque para nuestro sistema solamente se creara el archivo y no almacenara ningún dato, ya que es importante tener el formato final y esa etapa no corresponde a este trabajo. 71 CAPITULO 4 PROGRAMAS DE ADQUISICIÓN, PROCESAMIENTO Y COMUNICACIÓN AAA AA A a 5 Finalmente se pasará a la etapa de visualización de los datos por medio de la siguiente pantalla que se muestra en la figura 4.11. Figura 4.11 En esta pantalla el usuario seleccionara la ganancia del Amplificador de Instrumentación y el número de canales. También dará inicio a todo el procesamiento al presionar el botón Inicia_Conver, los parámetros son bajados al microcontrolador para su uso en la etapa de adquisición y análisis. El usuario posteriormente podrá visualizar el valor obtenido en cada canal para cada bloque procesado en la parte de Muestreo en Tiempo Real ya con la adecuación correspondiente a un valor en volts por medio de la ecuación. CAPITULO 4 PROGRAMAS DE ADQUISICIÓN, PROCESAMIENTO Y COMUNICACIÓN a Vator_Volts = Valor_Bytes * 0.000152590219 Como se puede apreciar esta interfaz solamente nos sirve como un medio de visualización y así poder tener visión de lo que estamos procesando. a CONCLUSIONES CONCLUSIONES En el transcurso del trabajo se obtuvieron los siguientes resultados: 1. Fueron elaborados criterios para el desarrollo de sistemas multicanal para herramientas eléctricas de resistividad. 2. Con base en la teoría de detección sincrónica fue desarrollada la arquitectura de un sistema multicanal de adquisición de datos para mediciones del campo eléctrico con corriente continua en pozos. 3. Fue desarrollado y armado el prototipo de laboratorio que consiste en dos tarjetas correspondientes al bloque analógico y al bloque digital. 4. Fueron desarrollados los siguientes programas en Ensamblador para microcontrolador los cuales permiten realizar el control del sistema, procesamiento y transmisión de datos. 5. Con el fin de facilitar el manejo del equipo fue desarrollada adicionalmente la Interfaz gráfica. 6. Fue realizada la verificación del funcionamiento del prototipo. 74 APENDICE A Listado de programas en Ensamblador LIP: RESE: ORG $0100; LDAA $$FF: STAA $1001 LDAA $820 STAA $1038 LDAA $SFF STAA $1003 LDAA $800 STAA $1002; STAA 31000 LDAA HSFF LDX H$C000 STAA $00,X INX CPX$$C100 BNE LP JSR PUERTO JSR RECEP CMPB 487€ BNE RESE TBA; STAA $DC LDX SAMPLE STX $DD LDAA 1840 STAA $1022 STAA $1023 LDAA $850 STAA $1028 LDAA $10 STAA $1009 LDAA $1029 LDAA $102A LDAA £$4C TAB JSR TRANS; LOD ++$0000; STD $C0C0 JSR RECEP; TBA JSR RECEP PROGRAMA DE CONTROL Y PROCESAMIENTO INICIA CONFIGURACION DEL SISTEMA CALIBRACIÓN DEL CONVERTIDOR A/D ADG77 CONFIGURACION DE LA INTERRUPCION DEL TIMER TERMINA CONFIGURACION DEL SISTEMA INICIA RECEPCIÓN DE PARAMETROS NUMERO DE BLOQUES A MUESTREAR 75 APENDICE A FA STD $C0AO LDD ¿£$0000; NUMERO DE BLOQUES MUESTREADOS STO $C0A2 JSR RECEP; NUMERO DE PERIODOS A MUESTREAR . STAB $C0C4 LDAB +£800; NUMERO DE PERIODOS MUESTREADOS STAB $C0C5 JSR RECEP; NUMERO DE CANALES A MUESTREAR STAB $C0C6 LDAB 800; NUMERO DE CANALES MUESTREADOS STAB $C0C7 JSR RECEP; GANANCIA DEL PGA205 ASLB E ASLB ASLB ASLE STAS $C090 LDAA $C090 STAA $1000 JSR RECEP STAB $C0A4 JSR RECEP STAB $C0AS; TERMINA RECEPCIÓN DE PARAMETROS LOX 461000 BSET $00,X,$10; INICIO DE CONVERSIÓN BCLR $00,X.$80 LDAA $804 STAA $1002 LDAA $00 STAA $1002 LDAA $C0C6 LDAB 4$08 MUL STD $C0C8; 8 * CANALES LDD £$0000; NUMERO DE DATOS MUESTREADOS STD $COCA LDAA $C0C6 LDAB $10 MUL STD $C0CC; (8 * CANALES) *2 LOD $000 STD $C0CE JSR LIMPIA LOX 81000; LECTURA DE DATOS BSET $00,X,$80 JSR LECTURA STAB $C0CO JSR LECTURA STAB $C0C1 INC $C0C7 LDAA $800 TAP cel BLOQUE: JSR PERIODO; INICIA CONTROL POR BLOQUES Y INC $C0C5; PROCESAMIENTO 76 APÉNDICE A HA LDAA $C0C5 CMPA $C0C4 BEQ BLOCK LDY $$0000 STY $COCA BRA BLOQUE BLOCK: CUR $1022 CLR $00C5 CLR $C0C7 JSR PROTOC JSR ENVIA LDAA $C090 STAA $1000 LDX $C0A2 INX STX $C0A2 CPX $C0A0 BEQ TER LDX 281000 BSET $00,X,$10 BCLR $00,X,$80 LDAA $04 STAA $1002 LDAA A$00 STAA $1002 8SR LIMPIA LDAA $$40 STAA $1022 STAA $1023 LDY 2480000 STY $COCA LDX 81000 BSET $00,X,$80 JSR LECTURA STAB $C0C0 JSR LECTURA STAB $C0C1 INC $C0C7 CLJ; BRA BLOQUE TER: LDAA H$33; TERMINA CONTROL POR BLOQUES Y STAA $1028; PROCESAMIENTO JMP $0000 LIMPIA: LDX *$C000; LIMPIA DIRECCIONES DE MEMORIA CLEAR: LDD +$0000; PARA ALMACENAMIENTO DE DATOS STD $00,X; DE LOS CANALES A MUESTREAR INX INX CPX 4$C040 BNE CLEAR RTS PERIODO: LDD $C0C0; PROCESAMIENTO DE DATOS STD $C091; APLICANDO EL METODO DE INC $C0C7; DETECCIÓN SINCRONICA, Y APENDICE A LDX £$1000; SUMA Y ALMACENAMIENTO BSET $00,X,580 JSR LECTURA STAB $C0CO JSR LECTURA STAB $C0C1 LDX $C0OCE INX INX LDY $COCA CPY $C0C8 BMI POSI LDD $C091 COMA COMB 'ADDD +$50001 ADDD $00,X BCC CONT JSR CARRY2 CONT: BRA CONT3 POSI: LDD $C091 ADDD $00,X BCC CONT3 JSR CARRY CONT3: STD $00,X INX INX STX $C0CE INY STY $COCA LDAA $C0C7 CMPA $C0C6 BMI PLUS LDX $$C000 STX $COCE LDAA 4500 STAA $C0C7 PLUS: LDY $COCA CPY $C0CC BNE PERIODO RTS SAMPLE: PSHX; INICIA CONVERSIÓN CADA 130 pus, PSHA; CAMBIO DE CANALES, GANANCIA PSHB; Y FORMA LA SECUENCIA DEL. CAMBIO LDAA $C0C7,; DE SIGNO DEL GENERADOR SINCRONICO LDAB $C090 ABA STAA $1000 LDX $C0CA CPX $C0C8 BMI MAS LDX K$1000 BCLR $00,X,$10 BRA SAMP CARRY: CARRY2: HET: LECTURA: SALTO2: LDX *$$1000 BSET $00,X,$10 LDX 151000 BCLR $00,X,$80 LDAA H$$04 STAA $1002 LDAA ¿£$00 STAA $1002 LDD $1018 ADDD $C0A4 STO $1018 LDAA 44540 STAA $1023 PULB PULA PULX RTI DEX DEX PSHY PSHB LDAB $01 LDY $00,X ABY STY $00,X PULB PULY INX INX RTS DEX DEX PSHY LDY $00,X CPY H$0000 BEQ HET DeY STY $00,X PULY INX INX RTS PSHA; LDAA 4$50; STAA $1028 LDAA H$10; LDAA $1029; LDAA $102A LDAA 4500 STAA $102A LDAA $1029 CMPA 1t$80 BNE SALTO2 ESTA yr Sig gps ÑO: Bop LECTURA DE DATOS DEL CONVERTIDOR A/D HABILITA EL SPI Y CONFIGURA COMO MAESTRO CONFIGURA EL REGISTRO DE DIRECCIONES DEL PUERTO D APENDICE A LDAB $102A PULA RTS PROTOC: PSHX; APLICACIÓN DEL PROTOCOLO DE COMUNICACIÓN PSHA; ALA SUMA FINAL DE CADA CANAL, QUE CONFORMA PSHB; UN BLOQUE COMPLETO LDAA 4500 STAA $C0B0 LDD H$C000 STD $C0B1 LDAB $01 Ct: PSHB LDX $C0B1 INX LDAA $00,X LDAB $00,X ANDA 1580 CMPA $00 BEQ CNT1 ANDB H$7F STAB $00,X LDAA HSAO STAA $C0BO BRA CNT2 CNT: LDAA ¿$$80 STAA $C0B0 STAB $00,X CNT2: LDX $C0B1 INX INX LDAA $00,X LDAB $00,X ANDA 31880 CMPA $800 BEQ CNT3 ANDB H$7F STAB $00,X LDAA $10 ADDA $C0B0 STAA $C0B0 BRA Ft CNT3: LDAA K$00 ADDA $C0B0 STAA $C0BO STAB $00,X Fl: LOX $C0B1 LDAA $00,X ANDA AS0F ADDA $C0BO PULB CMPB ¿$01 BNE NI ADDA 1$$40 NE STAA $00,X INX APÉNDICE A (AAA AAA 5 INX INX INX STX $C0B1 CMPB $C0C6 BEQ CC INCB BRA Cl cc: PULB PULA PULX RTS ENVÍA: PSHX; TRANSMISION DE LOS DATOS CON PROTOCOLO PSHY; A LA INTERFAZ GRAFICA PSHA PSHB LDX 2$C000 LDY 2£$0000 LDAA $$$03 LDAB $C0C6 MUL INCB STD $C080 LDAA 24501 DAT: BSR RET LDAB $00,X BSR TRANS INX INY INCA CMPA $C081 BEQ XF CPY $$$0003 BEQ SAS BRA DAT SAS: LDY 4$0000 INX BRA DAT XF: PULB PULA PULY PULX RTS RET PSHX LDX HSOFFF Cv: NOP DEX BNE CV PULX RTS 81 APENDICE A PUERTO: LDAA $30; STAA $1028 LDAA H$0C; STAA $102D RTS RECEP: PSHA; CICLOR: LDAA $102E; ANDA $320 BEQ CICLOR LDAB $102F; PULA RTS TRANS: PSHA; CICLOT: LDAA $102E; ANDA 4840 BEQ CICLOT STAB $102F; PULA RTS INICIA COMUNICACION A 9600 BPS INICIA SCICR2 PARA OPERAR PUERTO SERIE RUTINA DE RECEPCION DE DATOS SERIAL COMMUNICATIONS STATUS REGISTER SERIAL COMMUNICATIONS DATA REGISTER RUTINA DE TRANSMISION DE DATOS SERIAL COMMUNICATIONS STATUS REGISTER SERIAL COMMUNICATIONS DATA REGISTER 32 APENDICE B Microcontrolador MC68HC11F1 El microcontrolador MC68HC 1 1F1 tiene las siguientes características: + Sistema de Timer expandido de 16 bits con preescatador programable de cuatro estados. » Interface de Comunicación Serial (SCI). » Convertidor Analógico-Digital de 8 bits. + Bloque de protección para EEPROM y Config. - Bus expandido no multiplexado. * Direccionamiento de memoria de 64k. + Interface Serial Periférica (SPI). + 512 bytes de EEPROM. » 1024 bytes de RAM estática. + 4 Chip Select programables. + Sistema de Watchdog. + Circuito Acumulador de Pulsos de 8 bits. +» Circuito de Interrupción de Tiempo Real. Modos de Operación Aunque el MC68HC11 opera principalmente en modo expandido, cuenta con dos pines MODA y MODB para seleccionar uno de los dos modos normales de operación o uno de los dos modos especiales de operación. Los modos normales 83 APENDICE B a de operación son el single-chip y el modo expandido no multiplexado. Los modos especiales de operación son el bootstrap y el modo de prueba. xTAL de Á Exa serenos A e HEEE E aouT a 77 PULSE josciuaron || COMA] oa a PAVOS! accuuiaros [ 9? licucx Vsrar El 1oGE Pa AD Pas q L—Á e TIMER CONVERTEN PA E [—| 001 al AN? Per PAS DESTA: ANS Pee Paz ci ANS u PEs PA L—»! 102 PERIODO Ame Pes eso | Hi DOERRUPT pad B 2d aa PEa ANI PEr Per ADORI 5 ten ADO Año PEo £8s ADORUS v v Pas ADOAA2R a Ml Pe 5 ADD 1 ne 'as ds ADORIO y) A00ro E t Yon reo ADOS Yos 3 cur ce Pr ADOS g saeta _ e ADD < CI fp —e| ¡—. Par Pes ul ADORS 100% s2 escen |—». e me PRe 5 ADOPA errEs [| Brres CsOr Bl. rus > $ ADOFO eu mu || eras 550 + 1] o/«—» pas Pre ADORA? «> Pas ee ADOfS B paz Pro ADORO eo Par ras rcr Lo» parar FCe + CATAS PCS 8] DATAS 3 > pa ae ros PCs pe DATAS pa—». ee Pl FCa le—»| aras o Bole 20 *cz DATAR uso ojpht—> po POr Joe] DATA FCO [—>| cazas 5 sa Po” «> 101 RA) mo [“—+ POG Diagrama de Bloques del Microcontrolador 68HC11F1 Modo Single-Chip En el modo single-chip toda la computadora digital esta dentro del MCU y no tiene direccionamiento externo o bus de datos. Los 512 bytes de EEPROM contendrán todo el código dei programa. Este modo provee máximo uso de los pines para $4 APENDICE B AAA funciones periféricas, y todos los direccionamientos y actividad de los datos ocurren dentro del MCU. Modo Expandido no Multiplexado En este modo de direccionamiento el MCU puede direccionar hasta 64K bytes de espacio de memoria. Los bits de dirección de mayor orden son los pines de salidas del puerto B, y los bits de dirección de menor orden son los pines de salida del puerto F. El bus bidireccional de datos aparece en el puerto C. El pin de lectura/escritura (RAN es usado para controlar la dirección de transferencia de datos en el bus del puerto C. La programación del chip select esta disponible en los bits de mayor orden de! puerto G. Modo Bootstrap El modo bootstrap es muy parecido al modo single-chip. Cuando el MCU esta en el modo bootstrap, una pequeña ROM dentro del chip es habilitada en la dirección $BF40-$BFFF. El vector de reset salta a esta ROM bootstrap, y el microcontrolador procede a ejecutar el programa contenido en esta ROM (firmware). Este programa inicializa el sistema SCI (Interface de Comunicación Serial) del chip, verifica la opción de seguridad, carga un programa en la RAM interna de 1K bytes a través del SCI, y entonces salta al programa cargado por el usuario en ta dirección $0000 de la RAM y el programa cargado toma el control. Mientras el MCU esta operando en modo bootstrap el bit de contro MDA del registro de configuración HPRIO puede ser escrito; de esta forma es posible habilitar el bus de expansión no-muiltiplexado. Los vectores de reset y los vectores de interrupción para el modo bootstrap están localizados en la ROM bootstrap en la dirección $BFCO-$BFFF. Sin embargo, para permitir al usuario usar sus propias direcciones de servicio de rutinas, un sistema 85 APENDICE B E PER cr de pseudovectores es incluido para modo bootstrap. Estas localidades de RAM son llamadas pseudovectores debido a que pueden ser usados como vectores para un control directo al servicio de las rutinas de interrupción. Cada vector tiene un espacio de tres bytes, ya que es necesario un salto de código explícito (JMP) para causar el brinco deseado a la rutina de interrupción del usuario. Modo de Prueba Este modo especial es principalmente usado para pruebas de producción. Pero además puede ser usado para programas de calibración o personalizar datos dentro de la EEPROM interna. Los 512 bytes de EEPROM están inicialmente apagados en este modo. El usuario puede accesar un número de bits especiales de control de prueba. Descripción de Señales Voo Y Vss La potencia es suministrada al MCU por medio de estos pines. Vpp es +5V y Vss es tierra (0V). RESET Este pin de control bidireccional activo-bajo es usado como una entrada para inicializar el MCU y conocer el estado de inicio. También se usa como una salida de open-drain para indicar que se ha detectado una fatla intema en el reloj monitor o en el circuito COP. XTAL y EXTAL APENDICE B A Estos pines proveen la interface para un cristal o un reloj compatible CMOS que permita controlar el circuito generador de reloj interno. La frecuencia aplicada debe ser cuatro veces más grande que la velocidad de reloj que se desea. E-Clock Este pin suministra una salida para el E-Clock generado internamente, el cual puede ser usado para referencia de tiempo. La frecuencia de salida del E-Clock es un cuarto de la frecuencia de entrada de los pines XTAL y EXTAL. 4XOUT Este pin, suministra una salida para el reloj 4X (4 veces la frecuencia del E-Clock), puede ser usado para manejar el reloj de entrada de otro procesador. Esta salida es habilitada fuera del reset y puede ser deshabilitada limpiando el bit CLKAX del registro OPT2. CLKAX se escribe una vez fuera de cada reset. IRQ El pin IRQ suministra la capacidad para aplicar interrupciones asincronas en el MCU. La configuración para que este pin sea sensible a flancos o para que sea sensible a nivel se realiza usando el bit IRQE det registro OPTION. XIRQ El pin XIRQ suministra la opción para aplicar interrupciones asincronas no enmascaradas en el MCU. Durante el reset, el bit X en el registro de condición de código (CCR) esta encendido, enmascarando cualquier interrupción hasta habilitaria por software. Esta entrada sensible a nivel típicamente requiere un resistor extemo de putl-up en Vop. 87 APENDICE B A __E__ QE O__E_____ MODA/LIR y MODB/VSTBY Durante el reset, estos pines son usados para implementar los dos modos normales o los dos modos especiales de operación. La entrada LIR puede ser usada además como ayuda para verificar errores en la programación. El pin LIR de open-drain se pone en activo bajo durante el primer ciclo de E-Clock de cada instrucción y permanece en estado bajo mientras dura el ciclo. La entrada VSTBY es también usada para retener el contenido de la RAM durante el estado de baja potencia. VRL y VRH Estos pines suministran el voltaje de referencia para el convertidor A/D. RW La salida RW es usada para controlar la dirección de transferencia del bus de datos externo en modo expandido no-multiplexado. Un estado bajo en este pin indica que existe un dato escrito en el bus de datos externo. Un estado alto en este pin indica que un ciclo de lectura esta en proceso. R/W permanece en estado alto durante los modos single-chip y bootstrap. Líneas de Entrada / Salida Las 54 líneas de entrada/salida (VO) están ordenadas en 6 puertos de 8 bits (puertos A,B,C,E,F y G) y un puerto de 6 bits (puertoD). Algunos de estos puertos sirven para más de un propósito, dependiendo del modo de operación o función periférica seleccionada. 88 APENDICE B — __—_—_—— e ——— Memoria y Registros de Control y Status Memoria En el modo expandido no hay memoria de programación interna y el bus es no- multiplexado. La memoria consiste principalmente de 64K de capacidad de direccionamiento externo disponible para el usuario. Dentro del chip se cuenta con 1K de RAM estática, 512 bytes de EEPROM y 96 bytes de registros de control y status, todos ellos pueden ser remapeados a cualquiera de los 4K limites en memoria. Además 256 bytes de ROM bootloader que están presentes sólo en modo especial bootstrap. Subsistemas de Mapeo de Memoria Usando el registro INIT, los 96 bytes de registros de control y status y los 1K de RAM estática son mapeados en cualquiera de los 4K límites en memoria. El reset localiza la RAM desde $0000-503FF y el espacio de registros desde $1000— $105F, donde 1 representa el valor decodificado de los cuatro bits de menor orden del registro INIT. La EEPROM es habilitada por el bit EEON del registro CONFIG. En modo expandido no-multiplexado y en modo especial de prueba esta memoria se localiza desde $XE00 -SXFFF (donde X representa el valor de los cuatro bits de mayor orden del registto CONFIG). En modo single-chip y modo bootstrap, la E£EPROM esta localizada desde $FE0O - $SFFFF. La ROM bootstrap es mapaeada a la localidad $BF00 - $BFFF en la transición a modo bootstrap. Para evitar conflictos cuando se mapea, el bloque de registros toma prioridad sobre la RAM, y la ROM boostrap tiene prioridad sobre la EEPROM. A continuación, en la siguiente figura se muestra el mapa de memoria en modo expandido en el que se baso el diseño tanto del prototipo de Laboratorio así como 89 APÉNDICE B A a a a los programas con la ayuda de la tarjeta CMT SIMMP-2 desarrollada por el M.I. Antonio Salvá Calleja. El mapa tiene el siguiente perfil: Operación en modo expandido con 8k de RAM extema, 1K de RAM intema, 7.5K de EPROM y 0.5k de EEPROM interna con firmware SP2EA residente. SEFFFF Vectores de Reset e Interrupción sFFCO SFFBF Zona de EEPROM interna para usuario SFEAO SFE9F Firmware de enlace con manejador PUMMA EEPROM interna (FWSP2EA1.BLM o FWSP2EA2.BLM) $FE0O SFDFF EPROM externa para usuario. $E000 SoFFF RAM externa para usuario. $C000 SAFFF 52000 SIFFF Submapa alterno de Puertos $1c00 SIBFF Submapa de Puertos $1800 SI7FF $1060 SIOSF Registros de control! y programación 51000 de periféricos. SOFFF 50400 SO3FF Pila (Stack) s03E0 $03DF Zona de RAM interna para usuario so100 S00FF ¡Zona empleada por e] medio ambiente PUMMA $ 0000 APENDICE B == —————— —— — ————<— Puertos de Entrada y Salida El MC68HC11F1 esta equipado con seis puertos de 8 bits (A,B,C,E,F y G) y un puerto de 6 bits (E)). Las funciones de entrada y salida (1/0) de los puertos B,C,F y G son controlados por el modo particular de operación seleccionado. En los modos single-chip y bootstrap, estos son configurados como puertos paralelos de 1/O de datos. En modo expandido no-multiplexado y modo prueba, los puertos B, C, F, G, y el pin RW son configurados como un bus de expansión de memoria. Los puertos A,D y G pueden ser usados como puertos de l/O de propósito general, aunque cada uno tiene una función altemativa. El puerto E puede ser usado para entradas estáticas de propósito general y/o canales de entrada del convertidor A/D. Los bits del puerto A controlan las funciones del timer. Las funciones de l/O de propósito general de los puertos AC,D, y G están bajo el control del registro de dirección de datos (DDR) y el registro de datos (PORT) de A,C.D y G respectivamente. Puerto A Es un puerto de 1/O de propósito general de 8 bits con un registro de datos (PORTA) y un registro de dirección de datos (DDRA). En adición, el puerto A puede ser configurado para funciones de entrada de captura de timer (IC), funciones de salida de comparación de timer (OC), y funciones de acumutador de pulsos. El puerto Á puede ser leido en cualquier momento. Si se escribe en el puerto A, este almacena los datos en un latch interno. Escribir en el puerto A no cambia el estado del pin cuando este esta configurado como salida de comparación de timer. Cuando el puerto A es configurado como !/O de propósito general, el DDRA (registro de dirección de datos) controla la dirección de datos de los pines !/O 9 APENDICE B A A 5 como sigue: 1 = Configura a cualquiera de los pines del puerto A como salida. 0 = Configura a cualquiera de los pines del puerto A como entrada. Puerto B El puerto B es un puerto de salida de 8 bits. En el modo single-chip, todos los pines del puerto B son salidas. En modo expandido no-multiplexado, todos los pines del puerto B actúan como los bits de mayor orden del bus de direcciones (A15-A8), y los accesos al puerto B son tratados como accesos extemos. Puerto C Es un puerto de [/O de propósito general de 8 bits, que cuenta con un registro de datos (PORTC) y un registro de dirección de datos (DDRC). En el modo single-chip, los pines del puerto C son 1/O de propósito general (PC7-PCO). En modo expandido no-multiplexado, el puerto C es el bus de datos (D7-DO), y los accesos del puerto C son tratados como accesos extemos. Los pines bidireccionales de datos son controlados por ta señal RAW en modo expandido. El puerto C puede ser configurado para operar como OR alambrada en modo single-chip, encendiendo el bit CWOM del registro OPT2. Cuando el MCU opera en modo single-chip o en modo bootstrap, el puerto C puede ser leído en cualquier momento. Cuando se escribe en el puerto C el dato es almacenado en una latch interno. Si un pin del puerto C se cambia de ser manejado como una entrada a ser manejado como una salida, el pin emplea el último vator escrito en el latch interno del puerto C. 92 APENDICE B a Cuando el puerto C es configurado como /O de propósito general, el DDRC (registro de dirección de datos) controla la dirección de datos de los pines O como sigue: 1 = Configura a cualquiera de los pines del puerto C como salida. 0 = Configura a cualquiera de los pines del puerto C como entrada. Puerto D Es un puerto de propósito general de 6 bits, que cuenta con un registro de datos (PORTD). Y un registro de dirección de datos (DDRD). En todos los modos de Operación, los seis bits del puerto D (D5 — DO) pueden ser usados para Y/O de propósito general o para los subsistemas SCI (Interface de Comunicación Serial) o SPI (Interface Periférica Serial). El puerto D puede ser configurado para operar como una OR alambrada. El puerto D puede ser leído en cualquier momento. Leer y escribir los pines 6 y 7 del puerto D no tiene caso, ya que siempre regresaran un valor de cero. Cuando el puerto D es configurado como l/O de propósito general, el DDRD (registro de dirección de datos) controla ta dirección de datos de los pines lO como sigue: 1 = Configura a cualquiera de los pines del puerto D como salida. 0 = Configura a cualquiera de los pines del! puerto D como entrada. Cuando se escribe en el puerto D un dato, éste es almacenado en un latch interno. Si un pin def puerto D es cambiado de manejarse como entrada a manejarse como salida, escribiendo el bit correspondiente en el DDRD o deshabititando el subsistema SCI o SPI, el pin cambiando emplea el último valor escrito en el latch interno. 93 APENDICE B A a Puerto E El puerto E es usado para entradas (PE7 — PEO) estáticas de propósito general y!lo canales de entrada (AN7 — ANO) del convertidor analógico digital (A/D) en todos los modos de operación. El puerto E no deberá ser leido como entrada estática mientras una conversión este ocurriendo. Tal lectura puede perturbar una conversión que esta en progreso si esta coincide con la porción de muestreo de un ciclo de conversión. Puerto F En el modo single-chip, todos los pines del puerto F son salidas de propósito general (PF7 — PFO). En el modo expandido no-multiplexado, todos los pines del puerto F actúan como las direcciones de menor orden (A7 — AO) del bus de direcciones, y los accesos al puerto F son tratados como accesos externos. Puerto G Es un puerto de 1/O de propósito general de 8 bits, cuenta con un registro de datos (PORTG) y un registro de dirección de datos (DDRG). Los cuatro bits de mayor orden son opcionalmente usados como salidas de chip-select en modo expandido. Cuando cualquiera de estas lineas no esta siendo usada para un chip-select, esta puede ser usada como l/O de propósito general. Cuando el puerto G es configurado como l/O de propósito general, el DDRG (registro de dirección de datos) controla la dirección de datos de los pines l/O como sigue: 1 = Configura a cualquiera de los pines de! puerto G como salida. 0 = Configura a cualquiera de los pines del puerto G como entrada. 94 APENDICE B AAA A Cuando se escribe un dato en el puerto G, este es almacenado en un latch interno. Escribir en el puerto G no cambia el estado dei pin cuando el pin asociado es configurado como chip-select. Si un pin del puerto G es cambiado a salida de propósito general escribiendo el bit correspondiente en el DDRG, o deshabilitando un chip-select, el pin maneja el último valor escrito en el latch interno del puerto G. El chip-select forza el estado de [/O, a ser una salida para cada línea del puerto G asociada con un chip-select deshabilitado. En este caso, los bits del DDRG no son cambiados y no tienen efecto sobre estas líneas. El DDRG regresa el control del estado de lO de un pin cuando la función de chip-select asociada es deshabilitada. Unidad Central de Procesamiento Registros Los registros del MC68HC11F1 son la parte integral del CPU y no son direccionados como si ellos estuvieran en localidades de memoria. Los siete registros se muestran en la siguiente figura. 7 o > 7 ACCHAMLATOR_B. . [E DOUE ACCUMAATOR_0 1 IDE PETER Y UDEX AEGSTER Y [ E [ STACK PORTE [ ej J e l je l Je l f e ] 3 e e le APENDICE B Acumuladores A, B y D Los acumuladores A y B son registros de 8 bits de propósito generaí usados para almacenar operandos y el resultado de cálculos aritméticos o manipulación de datos. Estos dos acumuladores son tratados como un acumulador simple de dos bytes (acumulador D) para algunas instrucciones. Registro Indexado X (1X) El registro IX es un registro de 16 bits usado para el modo de direccionamiento indexado. Este suministra un valor de 16 bits que puede ser sumado a un offset de 8 bits de una instrucción para crear una dirección efectiva. El registro IX puede también ser usado como un contador o como un área temporal de almacenamiento. Registro indexado Y (IY) El registro IY es un registro de 16 bits usado para el modo de direccionamiento indexado, es muy similar al registro IX. Sin embargo, el registro 1Y usa dos bytes de código de operación y requiere un byte extra de código de máquina y un ciclo extra de tiempo de ejecución. El registro lY puede también ser usado como un contador o como un área temporal de almacenamiento. Contador de Programa El PC es un registro de 16 bits que contiene la dirección de la siguiente instrucción a ser ejecutada. Stack Pointer (SP) APENDICE B A El SP es un registro de 16 bits que contiene la dirección de la siguiente localidad libre en el stack. El stack es configurado con una secuencia de LIFO (los últimos en entrar son los primeros en salir) que permite almacenar datos importantes durante las interrupciones y las llamadas a subrutina. Cada que un nuevo byte es sumado al stack, el SP es decrementado. Cada que un byte es removido, el SP se incrementa. Registro de Condición de Código (CCR) El CCR es un registro de 8 bits en el cual cinco bits son usados para indicar el resultado de la instrucción ejecutada y tres bits enmascarados para interrupciones y stop. Estos bits pueden ser examinados individualmente por el programa, y pueden ser tomados como el resultado de una acción especifica. Cada uno de los bits es explicado a continuación. » Carry/Borrow (C) Cuando esta encendido, el bit C indica que ocurrió un acarreo (carry) o borrow fuera de la unidad lógica aritmética (ALU) durante la última operación aritmética. Este bit es afectado también durante las instrucciones de corrimiento y rotación. » Overfiow(V) El bit V esta encendido si un sobreflujo aritmético ocurrió como resultado de una operación, en otro caso el bit V está en cero. 7 +. Zero (Z) Cuando esta en uno, el bit Z indica si el resultado de la última operación aritmética, operación lógica o manipulación de datos fue cero. 97 APENDICE B _—_—_—__—__—__ * Negative (N) Cuando esta en uno, el bit N indica que el resultado de la última operación aritmética o lógica o manipulación de datos fue negativo. + Mascara de interrupción (1) El bit 1 es encendido por hardware o por instrucción de programa para deshabilitar (enmascarar) todas las interrupciones enmascaradas externas o intemas. + Medio Acarreo (H) El bit H es encendido durante las operaciones ADD, ABA y ADC para indicar que ocurrió un acarreo entre los bits 3 y 4. Este bit es principalmente usado en cálculos en BCD. + Mascara de Interrupción X (X) El bit X es encendido solamente por hardware (RESET o XIRQ) y es limpiado solamente por programa por medio de las instrucciones: (TAP) ó (RT). + Deshabilitar Stop (S) Bajo contro! de programa, el bit S es encendido para deshabilitar la instrucción STOP. Este es puesto en cero para habilitar la instrucción STOP. La instrucción STOP es tratada como no operación si el bit S esta encendido. Memoria Programable de sólo Lectura Borrable Eléctricamente (EEPROM) El MCU tiene 512 bytes de EEPROM que pueden ser mapeados a cualquiera de los 4K límites en memoria. La programación de la EEPROM es controlada por el 98 APENDICE B ——_—___—_————________—— A Registro de Control de Programación de la EEPROM (PPROG) y el Registro de Bloque de Proteccion (BPROT). El PPROG es un registro de 8 bits usado para controlar la programación y borrado de la EEPROM y es limpiado durante el reset para que la EEPROM se configure en modo normal de lectura. La localidad de EEPROM puede ser borrada en un byte, la linea o en su tamaño total. La programación y borrado de la EEPROM se realiza usando los bits de control del registro PROG. Registro de Bloque de Protección para la EEPROM (BPROT) Este registro de 5 bits protege en contra de escrituras inadvertidas en el registro CONFIG y en la EEPROM. Para permitir al usuario separar la EEPROM en categorías tales como temporales o permanentes, la EEPROM se divide en 4 bloques de protección individuales. Estos bloques corresponden a un tamaño determinado, por ejemplo 32 bytes, 64 bytes, 128 bytes y 288 bytes. En el modo normal de operación, la EEPROM y CONFIG son protegidos fuera del reset y el usuario tiene 64 ciclos de reloj E para desproteger cualquiera de los bloques que requiere programar o borrar. Los bits del registro BPROT pueden ser limpiados (escribir un cero) solamente durante los primeros 64 ciclos de reloj E después del reset. Una vez que los bits son limpiados, la sección asociada a la EEPROM y al registro CONFIG pueden ser programados o borrados en la manera normal. En el modo prueba o bootstrap, los bits del registro BPROT pueden ser escritos uno detrás de otro en cualquier tiempo después de los 64 ciclos de reloj E para proteger la EEPROM y/o el registro CONFIG. Estos bits pueden ser limpiados otra vez solamente en el modo prueba o bootstrap. SCI (Interface de Comunicación Serial) APENDICE B AAA AAA A La Interface de Comunicación Serial (SC!) es un transmisor receptor asíncrono Universal (UART), uno de los dos subsistemas independientes seriales de 1/0 del MCU. Tiene un formato standard de no retorno a cero (NRZ) (un bit de comienzo, ocho o nueve bits, un bit de paro). Varios baudajes están disponibles. El SCI transmisor receptor es independiente, pero usa el mismo formato de datos y promedio de bits. SPI (Interface Periférica Serial) La Interface Periférica Serial (SPI), es un subsistema de comunicación serial independiente que permite al MCU comunicarse sincronamente con los dispositivos periféricos, como registros de corrimiento de lógica TTL, controladores de display de cristal líquido (LCD), subsistemas de conversión analógica-digital y otros microprocesadores. El SPI también es capaz de una comunicación inter- procesador en un sistema maestro múltiple. El SPi puede ser configurado como maestro o como dispositivo esclavo. Cuando es configurado como maestro, el promedio de la transferencia de datos puede ser tan alto como un medio del promedio del reloj E-clock. Cuando es configurado como esclavo, la trasferencia de datos puede ser tan rápida como el promedio del reloj E-clock. Sistema Principal del Timer Este sistema de timer esta basado en un contador de carrera libre (free-counter) de 16 bits con un preescalador programable de 4 estados. Una función de sobreflujo de timer permite extender por software la capacidad de conteo del sistema mas allá del rango de 16 bits del contado. Tres funciones independientes de entrada de captura son usadas para almacenar automáticamente el tiempo en que una transición seleccionada se detecta en el pin respectivo de entrada de captura. Cinco funciones de salida de comparación son incluidas para generar señales de salida o para retardos de software. APENDICE B El sistema de timer involucra mas registros y bits de control que ningún otro sistema en el MCU. Cada una de las tres funciones de captura de entrada tiene su propio tatch de captura de tiempo (registro de captura de entrada) y cada una de las cinco funciones de salida de comparación tiene su propio registro de comparación. Todas las funciones del timer, incluyendo el sobreflujo del timer tienen sus propios controles de interrupción y vectores de interrupción separados. Bits adicionales de control permiten el control por software del flanco que dispara cada entrada de captura y ta acción automática que resulta de una función de salida de comparación. interrupciones Exciuyendo la interrupción tipo reset, hay 17 interrupciones de hardware y una de software que pueden ser generadas desde todas las fuentes posibles. Estas interrupciones pueden ser divididas en dos categorías: enmascarables y no- enmascarabies. Quince de las interrupciones pueden ser enmascaradas usando el bit | del Registro de Condición de Código. Todas las interrupciones dentro del chip (hardware) son individualmente enmascaradas por bits de control local. La interrupción de software (SWi) es no enmascarada. La entrada externa en el pin XIRQ es considerada una interrupción nomascarable debido a que esta no puede ser enmascarada por software una vez que es habilitada. 101 APENDICE C Hojas de especificaciones de los Circuitos Integrados empleados 102 APÉNDICE C BHARrUS HEST6 ISI AS dune 1999 16-ChanneWDifferential 8-Channel, CMOS High Speed Analog Multiplaxer “he H+-518 ls a monolithic, dielectrically isolated, high- speed, high-parformanco CMOS analog multiplexs?. ofíers unique bulltdn channel selection decoding plus an Anbiblt input for disabling all channets. The dual function of address input Ay enables the H1-518 to de user programmed either as a single ended 16-Channel muttiplexar by connecting “out A” to “out B' and using Ag as a digital address inptal, or as an 8-Channel differential 'muftiplexar by connecting Ag to the V- suppiy. Tho substrate and parasitic 1003 aro subetantiafly by using the Harris Dielectric isolation process to achieva optimum pertormanca in bath high and low lovel signal applications. The low output loakage current (Iogorr) < 100pA at 25%C) and fast setting (seruz = 800ns to 0.01%) characteristics of the devica maka it an ideal choice for high speed data acquisition systems, precision instrumentation, and indus rial process control. For MIL-STD-883 compliant parts, request the HI-518/883 data sheet. Ordering information TEMP, pra PARTNUMBER | RANGE (9) PACKAGE NO. HI3-05185 01073 |28L9PDIP E288 HNOS 152 5510125 [2810 CERDIP F28.8 1 CAUTION: Thaso cievicos 200 sentis 1 elecvostult decias; lolo pmper IG Harding Procedures. 1-600-4-HARRIS or 4697-727-9207 | Copyright O Ha te Corporation 1999 103 APENDICE € 10 (Va) e2V 55% to 125% Hi5165. DO TI CAUTICA: Sirven above Mco hata in “Alwedde Minivan Pobre” may cms pormerert damage 1 do chrvica. Th de a 10000 ay sabi and apeadion el Ue. do El aso or any ocn condi aroma cas tricated $3 Sra opera sector Of Mis apelar le no inge. NOTE: 2. Ba ls menzurod with tho componant mourtad an an avalsañon PC bosrd in fros al, Electrical Specifications Supptes = +15V, -15Y; Van (Logic Level High) = 2.4V, VaL (Logic Level Low) » 0.8V; VpD/U.S = GND (Noto 3) Uniesa Oñonaise Spacifod TEST TEMP z 2 PARAMETER commors | (0 | me | rre ] ex | ms | mee [_ mac | unes DYNAMIC CHARACTERISTICS. Access Time. la 25 - vo | 1 - 10 | 1 m Fa - . 25 - - as a Break-Setore-Mako Delay, topEn. ES 10 2 - 10 2 - m Enable Delay (ON), 0730 2 - 120 175 - 120 175 ” Enabio Dolty (OFF), torre 2 - 140 Ys - mo | ss |om Seting Time To0:1% 3 - 250 - - 250 - ve. TO0D% » - 200 - > 300 - ra Charge Injection Error Note $ 5 - - 20 - . 20 mí Of ictation Noto 7 5 ss - - ss . - 48 Channel Irgul Capacitance, ES - - 0 - . 10 pe Channel Ouiput Copacitarca, 5 - 25 - . 2 »e Coen Digital input Cepecitanos, Ca 3 - - 10 . - +0 pe teputto Output Capactianos, 2 - a . - 3 - pe Cospom DIGITAL INPUT CHARACTERIBTICO. tnpua Low Threehold, Vas (TIL) [Noto 3 FA . - 08 - - os Y Ip High Trestold, Var (TT [Note 2 Fodl 24 . - 24 - - v Input Low Tiveshoka, Va (CMOS) | Note 3 Eat - [os l - > [aswol v trat High Theoshotd, Vaz; (CMOS) | Moto 3 sa | 070 | - TS - v 4 | arras APÉNDICE C TECHNOLOGY LT1007/L11037 Low Noise. High Speed Precision Operational Amplifiers FEATURES a Guaranteed 4.5nV HZ 10Hz Noise m Guaranteed 3.80 VAHz 1kHz Noise = 0.1Hz to 10Hz Noise, 60nVp.p Typical e Guaranteed 7 Million Min Voltage Gain, Ri = 2k = Guaranteed 3 Million Min Voltage Gain, A; = 6002 = Guaranteed 25, Max Offset Voltage « Guaranteed 0.54 PC Max Drift with Temperature = Guaranteed 11V/4s Min Slew Rate (LT1037) « Guaranteed 11708 Min CMAR APPUCATIO”S = Low Noise Signal Processing sw Microvolt Accuracy Threshold Detection e Strain Gauge Amplifiers e Direct Coupled Audio Gain Stages 2 Sine Wave Generators e Tape Head Preamplifiers = Microphone Preamplifiers “LT. LVC a UT are regentes traería 9 Linear Techrlogy Corporation. DESCRIPTION The LT*10071.71037 series features the lowest noise performance available to date for monolithic operational ampliñers: 2.50 VAÍHz wideband noisa (Jess than the noise of 24002 resistor), 1/fcornes frequency of 2Hzand 60nV peak- to-peak 0.1Hz to 10Hz noise. Low noise is combined with outstanding precision and speed specifications: 10104 offset voltage, 02/VPC drift, 13048 common mode and power supply rejection, and 60MHz gain bandwidth product on the decompensated LT1037, which i stable for closed-l00p gains of 5 or greater. The voltage gain af the LT1007/.T1037 is an extremely high 20 milfion driving a 2k0 load and 12 milton driving a 6000. load to +10. In the design, processing and testing of the device, particular attention has bees paid to the optimization of the entire distribution of several key parameters. Consequentiy, the il of even the lowest cost grades (the 1710070 and the 1710370) have been spectacutarty improved com- pared to equivalent grades of competing amplifiers. The sino wave generator application shown below utilizes the tow noise and low distortion characteristics of the LT1037, TYPICAL APPUCATION Ultrapuro 1kótz Slns Wars Generator En ti DE Ro 1015040:1% CAE TOTAL HARMOHI DISTORTION « < 0.0125% MORSÉ - < OL0001% 18 OUTPUT FREQUENCY « 1 D00K6tx FOR VALLES GIVE 104% 0.tHtz to 10Hz Molse VO LT AD E HOR SE (20 V/O NV) PE 550) 105 APENDICE C AAA A A 111007/L11037 ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS Supply Voltage Lead Temperature (Soldering, 10 sec.) input Vottage Operating Temperature Range Output Short-Circuit Duratio: 1T1007/1.T1037AC, € Difterential Input Current (Note 8) LT10071.11097. ... Storage Temperature Range ..... £F1007/.T1037AM, PACHAGE/ORDER INFORMATION TRE TOP EW “a A o my ra a [7] Mv 531 [ne «G] [e] our [2] ar ri aL vGH 15) ne MACIZO Ane LEAD CERDAS LEAD POP Tac 1507 8 100 CLA) Teen HOC 0 = 130CI 0) Vastz ESC, a IST 1 ATI Tasa = 180T, 04 = 1000 W ORDER PART NUMBER ORDER PART NUMBER ORDER PART NUMBER LTIOOZACIE — LTIO37ACIS LTIOO7ACH — LYIO37ACH Lr1o07cs8 LTI037CS8 LTIOOZACNB — LT1O37ACNS LTIOOZAMH — LTIO037AMH LTIOO7IS8 171037158 LTIOO7AMJ8 — LT1037AMJB LT1007CH — LT4Q37CH LT1007CJ8 LT1037CJ8 LT1007MH LT1037MH S8 PART MARKING LTIOO7CNB_— LTIC37CNB LTIOO7IN8_—— LT1037IN8 1007 1097 LT1007MJ8 — LT1037MI8 10071 10371 ELECTRICAL CHARACTERISTICS y, -+154. Ta =25*C, natos: ctbarmiso noted. UNIONTACIAN LTTDOTCAME LIDTACAN LTIOSTCA ENUROL_ | PARAMETER COKDMONS CI CEC CA Yo input Otical Voflage (Nota 1) 10 5 20 $0 »Y E (Notes 2, 3) 02 1 92 10 | primo Ame Vottage Stabibty los gut Oftset Current EE] 2 50 MA le input Bas Current 40 135 415 455 5 ta input Noise Vottage 0.1Hz to 10Hz (Notes 3, 5) 006 043 00 013 | es put Morse Vottaga Density 1q = TOFz [Notes 3, 4) 28 4s 28 45 AVAÍAE tg » 1000Hz (Kota 3) 25 36 25 38 avd h Input Koise Current Density dq « 10Hz (Notes 3, 6) 15 40 15 40 pANÍZ fo = 1000Htz (Motes 3, 6) 04 05 04 06 | pAÑ ATEN APÉNDICE C a Programmable Gain INSTRUMENTATION AMPLIFIER PEATURES 9 DIGITALLY PROGRAMMABLE GAIN: PGA204: Q=1, 10, 100, 1000Y/V PGA205: G=1, 2, 4, 8VV 6 LOW OFFSET VOLTAGE: 50QuV max 6 LOW OFFSET VOLTAGE DRIFT: 0.254 VFC 0 LOW INPUT BLAS CURRENT: 2nA max 9 LOW QUIESCENT CURRENT: 5.2mmA typ 8 NO LOGIC SUPPLY REQUIRED 0 16-PIN PLASTIC DIP, SOL-16 PACKAGES APPLICATIONS 6 DATA ACQUISITION SYSTEM € GENERAL PURPOSE ANALOG EGARDS O MEDICAL INSTRUMENTATION DESCRIPTION “The PGAZ04 and PGA205 are low cost, general por- pure programmnzble-gain insrumentatios ampliiers efícring excellent accuracy. Gaíns are digitaly so- lected: PGA2D4—.I, 10, 100, 1000, 20d PAI, 2, 4, 8V/V, The precision and verssatility, and low cost of the PGAZ04 and PGA20S meke them ideal foc a wide range of applications. Gaia is xclectad by 1wo TTL os CMOS-comparibie addrexs lines, A, and A. Iatemal inpul protection can withstaad mp to 140Y on the analog inputs witbost damage. The PGA2XM and PGAZOS are laser trimned for very low offsct voltage (SOpV). deill (025 VIC) and high commerr-mode cejection (11548 um G=1000). They operate with power supplies as low xs 14,5Y. allowing use in battery operatod rystems, Quiescort conca ds SmA. The PGA204 and PGA2OS ace available ¡a 16-pin plastic DAP. and SOL. 16 surfacesmourt packagra, sport Fic] for the ADT 10 485 temperannr range. a Y Y ja AA > Yo «] rr Vos Ma PUE RIOS Tr PASAN | Cala tetra rar ato Puch + alg A PO Br ELO | Tecna ATSC Toc Dl > TAL E, A + FACCOMEIIOOIS1O + recia Prada? la: (000 SAG 3.174 Pr ira, 107 APENDICE C AA AA SPECIFICATIONS ELECTRICAL . PQAZO5 Q=1,2, 4, 8Y/V MT, = G29C, Y, 2 215, A = 240) votess ofertas pct. TACA PRAROAP, AU PAPUIETER, CONamoses, un ae ax e] ree ma] ea er : ia Voltage, AM) 1M2ro 110200 |250.1000 0 jmmsora| a va Tamperas Tea Ta 101.090 | 1023.50 202550 | ewoa | erro e Poner Sucpiy ¿1057 to 116 esa | 3.100 : . pro Log Tarma Sub 102.090 : ¿no teeierca, Diiencrtal e : os Common Mate 0. : ur Input Cormecntánde ame v,-D0 (one mg 203 | 027 . y ade ingul Vilo Yo . y Commce Licda Rejecion VPO, LO e e " 5 s 5 9. e 100 so “ a ae 2 108 s 100 - 5 s sz e 108 CAS CURRENT 125 2 . 5 A vs Toncrateo s . pre Ost Curas 105 e - . a va Tengen 2 : pre Helen Voting, FT»: bo 1DHz 0-4, A -05 .. - mad pr 0-4, Roa ws . mr LU 0-4, R,-00 15 . e dile 01H o 100 0 A-00 es : wo hos Cave _ sort 0s . partit het o : pArA AS Xd . mos AM, Enor E 200os | ama : ue * 67 sor | 200% : «005 * as 0 | e - 1028 . 0. sum | tome : 2008 « Gala ve Tampere Qs . 123 eo . . poc Noráncaty a seco | 00m . 2002 | xarsa Se 200 | 2002 . s000m | ara es 2000024 | 200% . o A] a] z0m002 | eco? . 200 | morsa amar Vetaga, Paelio” AA Tata AS | ena - - v Megas A . . Y Losd Captance Sisctoy 1000 . ee run Clos! Cuero E : ” FREQUENCY RESPONSE Snrdrian. 300 a 1 . or e . ve 6 200 . e 2 100 . sete Dee fia Y t100, da e ar - . Vo Gua Teran, 0 0-1 nm . es a a . a: 0. a : m o. a - a em o, a - es 6 a - .. a as : ss E a . ss Overa Fasrowery RL, credo, ” : . NOTA LOGIC BUT Dip Cour Voltaga. Yoo e (era . . y Oia! Los Yoga . e Va Or . . y Desea Lom Cree 1 . PA Digi +6 Vitage Me? Yo * . Y POWER EUPPLY, Volga us Es se . - 7 Y Carrer ven soez | 16s - Ys LS TEMPERATURE RANGE pecado «o es . . e Operar o 125 . . < ee - : hd * Specticason sama 43 PAZO, NOTES: 11) rput eterna rose volrjo medes vio Quin Ses yelcal curvos. (2) Dual votago pt la heee lor 210V en o 211 € py peta. (3) lncucins. fire lo sc o 2 mes gain. 4.176 Burr-Brown IC Data Book—Linear Products WEE] 108 APENDICE € ANALOG DEVICES Precision, Low Cost, High Speed, BiFET Op Amp AD711 FEATURES Enhanced Replecements for LF431 and TLOS1 AC PERFORMANCE Setties to 20.01% in 1.0 ys 16 V/ps min Slew Rate (AD7113) 3 Mhz min Unity Gain Bandwidth (40711.) DC PERFORMANCE 0.25 mV max Offset Voltage: (AD7110) 3 VIC max Drift: (AD711C) 200 V/mY min Open-Loop Galn (AD711K] 4 y Y p-p max Noise, D.1 Hz to 10 Hz (AD711C) Avallable in Plestlo Min)-D3P, Plastic 50, Hermetic Cerdip, and Heemetic Metal Can Packages MIL-STD-8838 Parts Available Avallable in Tape and Reel in Accordance with ELA-4914 Standard Surface Mount (S01C] Dual Version: AD712 Quad Version: AD713 PRODUCT DESCRIPTION “The AD7S1 is a high speed, precision menofithic operational ampliñer offering bigh performance ut very modert prices. ltz very low ofhet voltage and offset voltage drift are the resulra of advanced laser wafor trimming technology. These performance benefits allow the user to easily upgrade existing designs char use older precision BiFET3 and, in many cases, bipolar op empe. The tuuperior ac and de performance of chis op amp makes suitable for active filter applicariona. With a dicw raw of 16 Ván and a sertling time of 1 jes to £0.01%, the AD711 is ideal as 0 buffer for 12-bit D/A and A/D Converters and 23 e high-1peed infegrator. The setding time p unmetchod by any timiler IC amplifier. The combination of excellenz noise performance and low input current also make the AD?11 useful for photo diode preamps. Common-mode rejection of 88 dB and pen loop gain of 400 Via V ensure 12-bi1 performance even in bigh-epeed unity pio buffer circula. The AD71! is pinned our in s siendard op amp configuration and is available in seven performance grades, The ADTLEJ 20d ADT11K are ted over the commercial rempersture range of 0*C to +70"C. The ADTLLA, AD711B and AD7L1C are rated over the industria] temperature range of -40*C to +857C. The AD?ELS and ADTL1T ace cated over the military temperature range ol -40*C to +125*C and are available processad 10 MIL- STD-3838, Rev. C. otherwise undes any pate or patear rights of Analog Devices. CONNECTION DIAGRAMS TO» Plastic Mini-DIP (N) Package (M5) Package Phase Small Outline (2) Extended reliatulity PLUS screening is avulable, specified over the commercial and indusurial temperature ranges. PLUS screening includes 168-bour burn-in, es well as odrer environ- mental and physica test. “The AD7U is available in an S-gío plastic minj-DIP, small out- Éine, cerdip, TO-99 metal can, or in chip form. PRODUCT HIGHLIGHTS 1. The AD711 offera excellent overall performance t vay 2. Analog Devices adranced procesting technology 20d with 100% testing gusrantees a low input ofhet voltzge (0.25 mV max, C grade, 2 Y ex, ] grade). Inpuz offer wobiage ia specified in the varmed-0p cundirico. Antlog Devices" leer wafer drift uimming process reduce input offer voltage drifta to 3 UPC max on the AD?LIC. 3. Along with precision de performance, the AD71 1 offers excellent dynamic response, l settlca to 40.01% in 1 ja and bas a 100% tested minimun diew rate of 16 Vhs. Thes this device ts ideal for applications su h as DAC and ADC buflérs which require a combination of superior ac and de performance. 4. Tac AD711 has a guarantecd and tested mertrum voltage noise of 4 yV p-p, 0.1 to 10 Ha (AD711C). 5. Analog Devices” wellanztched, JFET ensure a guaranteed inpur bias current (et eidher inpus) of 25 pA max (AD711C) and no input ofhet current of 10 pA max (AD711C). Both impur bias current and input ofiset current ase guaranteed in the wermed-op conditioo. One Technotagy Way, P.0, Baz $106, Norwood, MA 020624104, USA. Tot 57 IIAAIGO Fac SITIO APENDICE € AD711—SPECIFICATIONS ELECTRICAL CHARACTERISTICS (4.= x1510 1, =+250 enicis otherwise metes) YN ur c Paraereser Min Top Maz [Mt Ty Mas | Mi Tre Max |Unts INPUT OPFSET VOLTAGE! fnii Ofber 93 am 02 es 0.10 ss [uv Tune to Tur ana Le 045 [mv a Temp 1 200078 5 10 2 $ wvro e Soppty Te 9 o 100 »” no di Toto Tora TNA so »” 48 Loog-Torm Sexbiliy 15 15 15 pViiMoach INPUT BÍAS CURRENT? Von "0 Y 15 so 15 so 5 as [o Vo =9V 8 Tuar 11251 1.10,V51 NS Voy = 110V 20 108 2 100 20 s [pa INPUT OFFSET CURRENT Vo=0Y 10 25 , 25 s 1 PA Vos=0V 8 Tuwxz 0.641.626 0.61,6125 065 lan FREQUENCY RESPONSE Sima! Signal Bandwidih [3.0 40 34 40 10 “0 MHz Fail Power Response 200 200 100 kita Siew Rare 1 20 1 2 » 20 Vas Sentiag Time 10 0.01% 19 12 10 12 10 12 a Tocal Harmoci: Disorticn 0.0003 0.0003 0003 x INPUT IMPEDANCE Diffcrenrial 3 1005,5 3x 101955 3 1015,5 DIpF Conmon Mode 3x 10%. 31055 3 101%5,5 abr INFUT VOLTAGE RANGE Differensial? +20 120 v Cexansoo-Mode Voltage" +14,5,-115 +145,-11.5 Tas 10 Tax Nr taa | var Y 2 Vga av Comenco-Mode Rejection Ratio. Va = 110 Y * ss e ss » ” an Tios to Tex INTE s e » s 4B Vos = 111 Y » ss s ” s db Tur 10 Tux E) 14 $0 1 s E] INFUT VOLTAGE NOISE 2 2 2 4 Wes 45 a 5 Ava a a an av 18 '" 16 avATE 1 6 16 VNF INPUT CURRENT NOISE 0. 0.01 00 pANTE OPEN-LOOP GAIN 15 400 100 400 20 400 Viav 10100100 10 109 VinV OUTPUT CHARACTERISTICS Vote ALAS 0,133 +13, 123 +139,-13.3 +13, ALS +119,-133 v 11UIVEL +138, 13.1 =1 +138, 19.1 =u 213.8, 13.1 v Ciarrens 25 5 2 ma POWER SUPPLY Rated Performance. 115 115 113 v Operaring Range. .05 :a as xs .s zi [y Quicscenr Current 25 34 25 34 25 15 mÁ ¡e purrarieod marina el Eicher inpet are 3 minera ol operacion e Ta, 925%C, For higher semperaars, de curras double eroy 19'C. a a e a le cr 210 Y fe promo a ect TR Y Soh comamas oda vob om bo era rei daa mapas pls rre Specificacons subjec mn engx mito: maior. Foo tá rn e par ma pr e. 29 Carros speciócaciona. 110 APÉNDICE C ANALOG DEVICES 16-Bit 100 kSPS Sampling ADC AD677 FEATURES Autocelibrating On-Chip Sampte-Hold Function Serial 16 Bit No Missing Codes 21158 INi -99 d8 TRD A] 1 Mtz Full Power Bandwidth PRODUCT DESCRIPTION The AD677 is a mulcipurpose 16-biz serial output analog-to- digiral converter which utilizes a switched-capacitor/charge redisvibution architecture to achieve a 100 kSPS conversion rate (10 ys tocal conversion time). Overall performance is opti- mized by digitally correcting internal nonlineariñes through en-chip artocalibration. The AD677 ciscuiry is segmented onto two mocolithic a digital control chip fabricared on Analog Devices DSP CMOS process and an anelog ADC chip fubricared on our BIMOS Hl procras. Botb chips are contained in a single package. “The AD677 $5 specificd for ac (or "dmamic”) psrameten such as S(N+D) Rario, THD and IMD wbich arc important in tig- nal processing applicatioos. In addition, de parameter are specified which are important in measurement applications. The AD677 operates from +5 V and £12 Y supplica tud qypi- calty consumer 450 mW using a 19 Y reference (360 Y with 5 V reference) during conversion, The digiod supply (Vop) ía separated from the analog supplics (Vcc, Ves) for reduced digi- ell crossaik, An analog ground sente is provided to remotely sense the ground potential of the signal source. This can be use- ful if che signal hes co be carried some distance (0 the A/D con- verter. Separate analog and digital grounds are also provided. The AD6?7 is available in a 16-pin narrow plastic DIP, 26-pia narrow tide-brazed ceramic package, or 28-tead SOIC. A parab lei output version, the AD676, is available la 2 28-pin ocramic or plastic DIP. All models operate over a commercial reoypera- Ture range o£0*C to +70%C or an industrial range of -40*C ta +85*C. REV.A information furnished by Analog Devices is beñevod to be sccurata end reñable, However, no responsibility iz asumed by Analog Devices for its vee, nor lor any Infringomerts of acort or Otner OH ON Nr pais AY TES Bor le sa, No Boeros la greraod Ly implicado r otherwise under any patas or patera rights of Analog Devices. FUNCTIONAL BLOCK DIAGRAM PRODUCT HIGHLIGHTS 1. Autocalibratioa provides excellent de performance while eliminaring the eed for user adjurtments or additional exter- mal cincuioy. 2.45 V to £10 V input range (£Veer). 3. Avrilable in 16-pin 0.3" ekinoy DEP or 2HHead SOIC. 4. Essy serial interface to standard ADI DSPs. 5. TTL compatible inputr/qutpva, 6. Excellent ac performance: -99 dB 'THD, 92 dB SIN+D) peak xpurious -101 dB. 7. Industry kading de performance: 1.0 LSB INL, +1 LSB ful scaic and offer. Ona Technology We , P.O. Box $106, Norwood, MA (2062-5104, UBA Tot STUINIZIATOO Fac 6177264703 1 APÉNDICE C AD677 DC SPECIFICATIONS cranto Tavo tic 3 41212 5%, Vo: =—12W 2 5%, Mig = 452 10%)! ADSTIJJA AD677K/B Parameter Min Typ Mar |Min Typ Max | Units TEMPERATURE RANGE J, K Grades 0 +10 0 +10 |" A, B Grados -40 +85 40 +85 |*C ACCURACY Resolution 16 16 Bit Integral Nonlinearity (INL) (0 83 K5PS, Tao; 10 Tuax +1 + 11.5 | LSB 8 100 KSPS, +25"C +1 + 11.5 | LSB ( 100 KSPS, Tacna 10 Tax +2 + LSB Diffcrential Nonlincarity (DNL)-No Missing Codes 16 16 Bio Bipolar Zero Error 12 +4 tl t3 1SB Positive, Negative FS Ervord? Q 83 4SPS 12 14 11 13 | Ls (Q 100kSPS, +28'C 12 +4 tl 13 | Ls (Q 100 kSPS t4 +4 LSB TEMPERATURE DRIFT? Bipolar Zero 10.5 10,5 LSB Postive Full Scale +05 +0.5 LSB Negative Pull Scale 10,5 £0,5 LS8 VOLTAGE REFERENCE INPUT RANGE! (Vary) 5 10 5 1 ]v ANALOG INPUT? Input Range (Vag 1Vur HVar] Y Input Impedanoe * * Input Serding Time 2 2 po Lagar Capacitance During Sample s0* s0* | pF Aperture Delay 6 6 a Aperture Jister 100 100 ps POWER SUPPLIES Powres Suppiy Rejection* cs +12V 15% 10.5 10.5 LsB 105 10.5 LSB Von =+5Vt 10% 0.5 10.5 LsB ing Current Vur=+5V loc 145 18 15 18 JmA la 14.5 18 14,5 18 -mA Lo 3 5 3 5 mÁ Power Consumption 360 480 360 480 | mv Vez = +10 V Lec 18 A 18 2 mA Lex 18 e 18 24 | -mA loo 3 5 3 5 mA Power Consumption 450 630 450 630 | mv NOTES gy = 10.0 Y, Corversion Rate = 100 ESPS untess ocberarins noc. Values ere post-cañbrarion. Malos chow epply to amy temperature fuen Tage to Tiza afber calífcarioo es dha2 IEMpesenor es nomina! emppbies. MWalars thown are based cpco Strrrion ar +25. wirh no adiciona! calibration as temperanior. Values thown are ce qypical variacion Éoc de value 21 429%, “See * APPLICATIONS” section far recommended voltage referenos ciscuse, and Figure 11 fr dynamic performance wich other ceference voltage vabyes. *Sce “APPLICATIONS? section far recommended inge baffes cimuir. *Typical deviation of bipolar nero, full scale ar +fal scale fro ein to mer racing. “For cxplanasios of input churacteriarios, ae “ANALOG INPUT” section. Specifícacicos mubject Lo change without pecios. 112 APENDICE C ANALOG High Precision DEVICES 5 V Reference AD586 FEATURES FUNCTIONAL BLOCK DIAGRAM Laser Trimenod to High Accuracy: 5.000 Y 22.0 mV (4 Grada) == Trined Te Coetficient: ¡'ermpersture 2 ppenY"C ear, 00 to +20C 0 Grade) Spprr € max, 407 to EST (B 4 L Grades) 10 pproy"C maz, -$6C to +125T (T Grade) Low Wolse, 100 nv/ “Hz Mobse Meductien Capebltity Output Trim Capablitty MULSTO-48 Compliart Versions Avallable industrial Temperature Rengo $00CA A altable Output Capeble af Sourelag or Sirking 10 má PRODUCT DESCRIPTION The ADS96 represents a major advance in the state-of-the-art in monotedik voltage referenos. Using a proprletary jon-implanted bucted Zener dice and lases wañer trlermirg ol digh stabllty Uhto-flleo resiston», the ADS86 provides outstanding perfor- tanos at low Out. The ADS86 ullers much higher perízenance tiran most other 5 V references. Because the ADSBG uses an industry standard plnout. mary systems can be upgraded instant vcich the ADS86. The bucied Leones to reference design pro» sides lower nolse and dsft uhza bandgap voltage references. The AD386 offers a notte reduction pta which can be used to further reduce the nolse level generated by Uhe buried Zener. The ADS86 is recuenmnended for we as a reference for B-, 10, 12., 14- or ¡6-blt D/A canveroess which require an externa] prectslon reference. The device $e also ideal for successive approximation os integsating A/O cunverters with up to 14 bes accuracy and, ta general, can ales better performance than the standard on- (0) o (5) mus 0) ee E PRODUCT HIGHLIGHTS 1. Laser orirming of both Iniial accuracy and temperature cuefficients results to very low errors over temperansre with out Che use ol externa). The ADS85M has a anaximam devtativn Bura 5,000 Y ol 12.45 nuV between QC and =70C, and the ADSEST guararares +7,5 mV MSXETAnD cota] esror beraerne - SS and 1257, 2. For applications requiring higher precision, an optional fine» tam consection is provided. a Ay system using an indusuy standard pingua reference can be upgraded instantly wit the ADSES. 4. Output nobe al rhe ADS8 is very low, rypicaly 4 aV p-p. A noise reduction pta ts provided for adéldcaa! nolse fikering using an external copecitor, /. The ADS8G bs aezlable in versions compliant with MIL- STID-883. Refer to the Ánalog Devices Mibtery Products Databook os current ADSSG/883B dara sheet for detailed specifications, m Oms Techaclagy Way, P.C. Box Y100, Moraad, MA CIIG2G194, USA Tok 017/329-4700 Faz EA 113 APÉNDICE C MOTOROLA SEMICONDUCTO R TECHNICAL DATA Dual 4-Stage Binary Ripplo Counter High-Per formance Silicon-Gate CMOS The MCSA/74HCIOS ls dentical In pino to the 15299. Ths devics inputs ero compaññole wit standard CMOS outputa; wiéh pulup resisiors, hoy aro cocrpeldolo why LSTTL cotputa, his denico consists ol tuo independec! 4-bit dinary Apple counts win puralbal outputs from esch counter aaga. A + 256 counter can be obtained by cescading he ban bintry comia. ketemal Mip-Sops ara tiggaeed by high-to-low transition ct fas clock Inpux, Reset tor the counters ls asyrioiconous and ecltes-Mgh. State changes of ha O cutputs de nol acour slraltanevualy because of rúsmal fippia delrys. Theralosa, decoded oxtpul elgnals are subject lo decoding plas and ehoutd not be used «s clocks or as erobes except when gaisd wa tb Ciocá ol fra HCIOS. » Output Drive Capabllty: 10 LSTTL Loacs + Outputs Directly intertace to CMOS, AMOS, and TTL + Operating Volt ge Range: 2 to 6 Y + in Complianco wit the Aequiraments Detinod by JEDEC Standard No, 7A « Chip Complexty: 236 FETa or 59 Equivalent Gates e R e 2 8 9 2 PA Ya Ver PUTO O nora, dc 100 MC54/74HC393 y SUE CERAMIC PACHAGE 114 APENDICE C ———————————_ _ _—_ _——_____ A __—_____—__ MOS4/74HC39 3 MAXIMUM RATINGS* Byabo! Paramotor Value Uni Thix derico Cortas proteciion Vi oc GKO) -05t0+1: v cacliy to guard agur! damego oe Supety Voltage (Relerencad ea GND 5l0+79 paid ja Vin [DG kput Vettago (Aetarencad to GND) -15tY0c +15] Y toño. Hover, end met - y (o tato lo evo appicalicrs ol anyVout_ [DS Output Voltage (Ratererced 10 GNO) AS YO +05 pod e Kh [DC Input Casrent, per Pin 12 mA vollages lo us high-impadenc cd - ct. For grups cperallon, Vin an? kt [DC Chaput Curert, par Pta 12 mA dea > Epi loc [DC Supply Current, VCC and GND Pine 15 a ago OND X (Vin or Vara) $ YCC- Urueed inguáa mul almeja be 7 Po Pur Diesel Sl A Pisa o Conde DP no men e bye Paciage local fag., alar GNO ar Yoc). Taig | Siorage Termperatuo Sm. 180 | Urued octal must be left open, Ti [Lead Temperatura, 10m Som Caso tor 10 Securda < (Pleec 0s SOI DIP) 20 (Cetarnic DIP) 200 “Maximan Ratings aro Vias values beyond mich damage lo Ile devico mumy occur . Functional apecaflon. Eros be rastriciad to Ce Recunmeendo d Operating Condbione. fOnraling — Plazic DI: — 10 mid! Vo HA... 06 Becas Diccia Carsant, Lo For Wa < VW00 Wi? Vo e 08... DC Inch Qurmae, flota 2) For, > Vez 0 o Y < Ver + 05 Recorwrended Operating Conditions — Far mecesa eúabilty, noc rat cpecal ing conditions soul de estectad 10 at: oparal lbn ¡6 adora aC Lo los cagon PARAMETER sm Mar ur Sopy Yetago Pargo (For Ya Fl Pactaga Tersparaturo Parga). Y cc Pta $) COSATEAC Types 2 $ COSATAHCT Typea 45 ss Y Suprdy Vetago Rare (For T, a Fil Package Temporal Fuga, Vcc - Yer COSAIKHC Uypen, COSAMZCHCT Tygun Chen Fue 1) 2 e Y Supdy Voltage Parga (os Ty «Fut Partage Temperature Parga), Vez ¡Moto $) COSA/MA Types, COSATANCT Types (Les Fora 2 0 s v DC brgart Costra Yokaga, Y y ono Yer v Anal Beiro LO Volga, Y Ve Yec v Operating Temperatura, Ta 5 1 e (ect Pino and Fa Tiras, o. 4 y o 1 . 7 e 50 y ev a a - CATIA Sraroan abovó Paro íeted in “Mmcia lnea Aadaga” ray Cao partial dama ga tn ds dncios. TUE 0 € ent od cu: eel aaa 00 sio Pan eL dry ar coi ls faros ICAO 1 Da para sc 4 Ps src ot pi. NOTES: 3. Al votague relteercad do CHO urteea ctheneiso apar ta. 4. E in maz uned ve De compcnert moured co an evitumion PC ica nl a. $, cartel applications, € ataca nad emelstes cummnt mty locde bot Y amd signal ra comparen, To avvid desmtog Y cc: cut sehen audi carserd Mones into ire insos mission yaés inputs. lv votlage drop actos s Es bidireciional seticó mul nal acom 0 5Y fat Cualad from Con Yihara aten in Elecincal Epeciicatons abel. No Y cc current ell Eow feria A, d Bo sei rent Cos info, dormia 3 on 80 HOMCTAOS); toecinada Dar 13 00 Bro HOMICTAOS2, harminmás 6, 14 url 13 yn me HEACTACES. Recorenendad Operating Area as a Function of Suppiy Yoltages Es hy Ba SL LT Ynar— Fez - 00M AURE 2. 119 APENDICE C 2 A—AK o Connection Diegram ber tdt ter s H H Qaos tour DIOSA! $900, COMALLFPAL, DOS EII, trar Bb er CCA EII dao Fent Murtas EA, JIBA, MLB, LOA or 0764. mm Deseripta trar ac Pos irgus ico Pao Edo! Geral Dejan tera tor Paga Sal Seas Data degud los Lal Sa nd Doc puts Anpocivacass hdmmcizs Pasas tng Victhet 1 O) FETATE Ouapas Esablo imputa [Acimmo LOW) Prada ta ra 06 STATE Prralal Duro Sedal Detras. q su d ON IO ge le d Vo uo g yu m J0 5¡ be y 9b e1 01 S/ UI IS ¡ es I6 J un in du t- 8 66 28 1» , A e e ro 120 APÉNDICE € Absolute Maximum Ratings q. 1) os FEST Duras OMIC Sacrdr Votago me . con mago Topo Cargo 15 parado Faso Ar Tornero Range. a a a al al a e j e j e aj <; <[ < E [urea ” ” vo. Me Js a] 4 7 IA Na o es Je 5 OL Co e Yo" Me Y, HON DA Lo Teja agus Vota Y = TE pa e2 "| mi a Hago Lam Inga Co [Y q 5 Maa, Y + 2.7 - A | a Lane Lowe bg Career. [Y oc * Ma, Y, = 04Y es [| mn 2] 121 Rererencias [13 Schlumberger. Principios/Aplicaciones de la Interpretación de Registros. Educational Services. 1-16. [2] Orellana, E., Prospección geoeléctrica con corriente continua. Madrid, 1982. 38-42, 55-83,104-108,111-115. [8] Krauss, D. J. Electromagnetismo. 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