Nr ćw. 12	Imię i nazwisko Paweł Królikowski		PWSZ w Kaliszu Elektroenergetyka		Semestr V	Grupa 2/3
Temat: Badanie przetworników cyfrowo-analogowych.
Przygotowanie		Wykonanie		Ocena

1. Cel i zakres ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zbadanie przetwornika cyfrowo-analogowego.

2. Wykaz użytych przyrządów pomiarowych i zestawów ćwiczeniowych

a. zestaw ćwiczeniowy przetwornik C-A; R-2R, UCY74145

b. zasilacz laboratoryjny

3. Przebieg ćwiczenia

3.1. badanie przetwornika UCY74145

D	C	B	A	Uwy [V]
0	0	0	0	5,03
0	0	0	1	4,57
0	0	1	0	4,06
0	0	1	1	3,63
0	1	0	0	3,11
0	1	0	1	2,64
0	1	1	0	2,17
0	1	1	1	1,68
1	0	0	0	1,17
1	0	0	1	0,68
1	0	1	0	5,03
1	0	1	1	5,03
1	1	0	0	5,03
1	1	0	1	5,03
1	1	1	0	5,03
1	1	1	1	5,03

Błędy

- FS - zakres wejściowy przetwornika CA

- n - rozdzielczość przetwornika CA

BÅ‚Ä…d kwantowania

Całkowity błąd przetwarzania

Urz - wartość rzeczywista napięcia

Uk - wartość wynikająca z interpretacji wartości cyfrowej.

Uk=W*Q

Uwy	Uk	ΔU[V]	ΔU%
5,03	2,515	2,515	25
4,57	2,285	2,285	22
4,06	2,03	2,03	20
3,63	1,815	1,815	18
3,11	1,555	1,555	15
2,64	1,32	1,32	13
2,17	1,085	1,085	10
1,68	0,84	0,84	8
1,17	0,585	0,585	5
0,68	0,34	0,34	3

3.2. badanie przetwornika R-2R

D	C	B	A	Uwy
0	0	0	0	0
0	0	0	1	0,32
0	0	1	0	0,64
0	0	1	1	0,96
0	1	0	0	1,27
0	1	0	1	1,59
0	1	1	0	1,91
0	1	1	1	2,23
1	0	0	0	2,54
1	0	0	1	2,86
1	0	1	0	3,18
1	0	1	1	3,5
1	1	0	0	3,81
1	1	0	1	4,11
1	1	1	0	4,45
1	1	1	1	4,7

Błędy

- FS - zakres wejściowy przetwornika CA

- n - rozdzielczość przetwornika CA

BÅ‚Ä…d kwantowania

Całkowity błąd przetwarzania

Urz - wartość rzeczywista napięcia

Uk - wartość wynikająca z interpretacji wartości cyfrowej.

Uk=W*Q

Urz	Uk	ΔU[V]	ΔU%
0	0	0	0
0,32	0,0928	0,2272	2,2
0,64	0,1856	0,4544	4,5
0,96	0,2784	0,6816	6,8
1,27	0,3683	0,9017	9
1,59	0,4611	1,1289	11
1,91	0,5539	1,3561	13
2,23	0,6467	1,5833	15
2,54	0,7366	1,8034	18
2,86	0,8294	2,0306	20
3,18	0,9222	2,2578	22
3,5	1,015	2,485	24
3,81	1,1049	2,7051	27
4,11	1,1919	2,9181	29
4,45	1,2905	3,1595	31
4,7	1,363	3,337	33

4. Wnioski i spostrzeżenia

Celem ćwiczenia było zbadanie zachowania się przetworników cyfrowo-analogowych.

Pierwszym badanym przez nas układem był przetwornik CA 74145 scalony. Jak widać z wykresu i z tabeli pomiarowej układ jest przetwornikiem wartości BCD na wartość analogową. Wszystkie wyjścia powyżej wartości 9 (binarnie) są ustawiane w stan wysokiej impedancji. Czyli na wyjściu przetwornika jest napięcie odniesienia, w naszym przypadku jest to 5V. Patrząc na błędy można zobaczyć, że dla przetwornika drabinkowego R-2R wartość błędów jest mniejsza niż w przypadku przetwornika scalonego pracującego w kodzie BCD. Wpływ na wartość błędów ma rozdzielczość przetwornika, im ona jest większa tym błędy są mniejsze.

Drugim badanym przez nas ukÅ‚adem byÅ‚ przetwornik CA drabinkowy R-2R. Jest to przetwornik liczb wyrażonych w kodzie dwójkowym. UkÅ‚ad posiada cztery przeÅ‚Ä…czniki dwustanowe. Jednym ustawieniem przeÅ‚Ä…cznika może być zero lub napiÄ™cie z drabinki rezystancyjnej bÄ™dzie podawane na wejÅ›cie wzmacniacza operacyjnego. ZaletÄ… takiego rozwiÄ…zania jest to, że rezystory „nie wiszÄ…”, lecz przyÅ‚Ä…czone sÄ… albo do zera albo do wzmacniacza, co daje zawsze tÄ… samÄ… rezystancjÄ™ widzianÄ… z wejÅ›cia wzmacniacza. Przy zaÅ‚ożeniu, że źródÅ‚o odniesienia jest źródÅ‚em idealnym (Rw=0). KolejnÄ… ważnÄ… cechÄ… tego ukÅ‚adu jest, że rezystancja wypadkowa części na prawo od każdego punktu wÄ™zÅ‚owego (1,2,3,4) jest zawsze taka sama i wynosi R. Taka sama jest rezystancja miÄ™dzy dowolnym punktem wÄ™zÅ‚owym, a punktem zerowym pod warunkiem, że rezystancja obciążenia jest równa nieskoÅ„czonoÅ›ci.

Jak można zobaczyć z wykresu i z tabeli pomiarowej, układ przetwarza wartości dwójkowe binarne na wartości analogowe liniowo. Przetwarzanie takim układem jest obarczone niewielkimi błędami, które wynikają z niedokładności wykonania rezystorów oraz z niedoskonałości wzmacniacza operacyjnego, którego rezystancja jest skończona.

---