Laboratorium miernictwa elektronicznego 3
Sprawozdanie : „Przetworniki cyfrowo-analogowe: pomiary, właściwości, zastosowania”
Cel ćwiczenia: przedstawienie istoty działania przetwornika C/A, źródeł błędów
przetwarzania, sposobu definiowania i pomiaru podstawowych parametrów przetworników C/A
oraz prezentacja przykładów zastosowań przetworników.
Wszystkie pomiary zostały wykonane woltomierzem cyfrowym, który był wbudowany w generator, który był zastosowany w ćwiczeniu.
Zakresy woltomierza : 1V, 10V
Rozdzielczość : 1mV
Niedokładność pomiaru : 1dgt
Parametry przetwornika A/C:
Zakres przetwornika A/C : -5,12V - 5,12V
Rozdzielczość A/C : 0,05 V/bit
1. Pomiary podstawowych parametrów przetwornika C/A.
1.1. Wyznaczyć kombinacje cyfrowych sygnałów sterujących, w postaci dziesiętnej i
binarnej, dla kilku zadanych wartości napięć wyjściowych.
Binarną postać napięcia wyliczamy z gotowego wzoru podanego na obudowie przetwornika C/A
Uwyj=5,12-0,01(A9*2^9+A8*2^8+A7*2^7+A6*2^6+A5*2^5+A4*2^4+A3*2^3+A2*2^2+A1*2^1+A0*2^0) [V]
W tym przypadku dobrym przykładem zastosowania tego wzoru może być obliczenie nastawy przetwornika jaką trzeba byłoby ustawić, aby uzyskać wyjściowe napięcie nominalne równe 3 V. Będzie ona binarną i pomnożoną przez 100 postacią liczby, którą trzeba odjąć od wartości stałej napięcia 5,12 V aby uzyskać wynik.
Wzór zostaje przekształcony odpowiednio do wersji potrzebnej do tego przypadku:
Uwyj=5,12-0,01*Unas
Unas= Po przekształceniu do obecnej postaci naszego wzoru możemy spokojnie nastawę dla docelowego napięcia 3V:
Unas= Zamieniamy otrzymany wynik na liczbę w zapisie binarnym (0,1) tak zwanym dwójkowym.
A9
A8
A7
A6
A5
A4
A3
A2
A1
A0
512
256
128
64
32
16
8
4
2
1
0
0
1
1
0
1
0
1
0
0
Otrzymana liczba to 11010100
W przypadku potrzeby uzyskania ujemnego napięcia np. -3V obliczamy tą samą metodą:
Unas= =812
A9
A8
A7
A6
A5
A4
(…)
…/dz=69us
∆U/∆t=6/69=0,116V/us
T=8,8dz*10us/dz=88us
Na oscyloskopie zostało zaobserwowane również przepięcie:
Podstawa czasu 5us/dz
Czułość pionowa 0,3V/dz
Amplituda przepięcia:
0,05dz*0,3=15mV
Czas przepięci:
0,250dz*5us/dz=1mV
Maksymalna częstotliwości przetwarzania badanego przetwornika będzie odwrotnością czasu ustalania wynosi:
Fmax=1/88us=11,36kHz
Ile bitów ma przetwornik?
Z tego screena możemy…
… wyjściowe
Zmierzone napięcie źródła wagowego
Błąd bezwzględny wartości napięcia źródła wagowego
0000000000
0
5,12
5,101
0,019
-0,019
0000000001
0,01
5,11
5,09
0,011
-0,01
0000000010
0,02
5,1
5,08
0,021
0,001
0000000100
0,04
5,08
5,06
0,041
0,001
0000001000
0,08
5,04
5,012
0,089
-0,009
0000010000
0,16
4,96
4,941
0,16
0
0000100000
0,32
4,8
4,782
0,319
0,001
0001000000
0,64
4,48
4,463
0,638
0,002
0010000000
1,28
3,84
3,825
1,276
0,004
0100000000
2,56
2,56
2,549
2,552
0,008
1000000000
5,12
0
0
5,101
0,009
Przykładowe obliczenia błędu bezwzględnego wartości napięcia źródła wagowego:
Dla nastawy 0000000001 aktywne jest 1. źródło wagowe. Oznacza to, że wartości nominalna źródła wagowego wynosi 0,01 *2^1 co daje nam 0,02, zaś wartości nominalna napięcia wyjściowego 5,11 . Zmierzone napięcie wyjściowe wynosi…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)