8, cw8 04 05


Akademia Górniczo-Hutnicza

w Krakowie

1.Tomasz Mularczyk

2.Krzysztof Monist

3.Maciej Obszarny

LABORATORIUM METROLOGII

EAIiE

2004/2005

Rok II A

Elektronika i telekomunikacja

Grupa 4

Przetworniki A/C I C/A - budowa i zastosowanie

Nr ćwiczenia:

8

Data wykonania :

18.10.2004

Data zaliczenia :

Ocena :

Cel ćwiczenia: .

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budową, zasadą działania oraz właściwościami przetworników analogowo - cyfrowych oraz cyfrowo- analogowych.

Program ćwiczenia: .

1. Wyznaczanie charakterystyki Uwy=f (Uwe).

Napięcie wejściowe oraz wyjściowe mierzymy woltomierzami oraz obserwujemy zmiany stanów wewnętrznych wyświetlacza przetwornika. Wyniki naszych pomiarów przedstawione są w tabeli poniżej:

 

 

 

 

 

 

 

Liczba
diód

Wartość
dziesiętna

Wartość
binarna

Zwiększanie napięcia

 

Zmniejszanie napięcia

 

 

 

 

U we [V]

U wy [V]

U we [V]

U wy [V]

0

0

0000

0

0

0

0

1

1

0001

0,314

0,329

0,622

0,329

2

2

0010

0,639

0,678

0,986

0,678

3

3

0011

1,027

1,008

1,34

1,008

4

4

0100

1,353

1,324

1,693

1,324

5

5

0101

1,701

1,654

2,048

1,654

6

6

0110

2,058

2,004

2,392

2,003

7

7

0111

2,414

2,333

2,755

2,333

8

8

1000

2,766

2,656

3,105

2,658

9

9

1001

3,12

2,987

3,459

2,987

10

10

1010

3,479

3,336

3,817

3,337

11

11

1011

3,825

3,666

4,165

3,666

12

12

1100

4,202

3,983

4,522

3,983

13

13

1101

4,533

4,313

4,877

4,313

14

14

1110

4,899

4,662

5,235

4,662

15

15

1111

5,246

4,992

 

 

0x01 graphic

Jak wynika z otrzymanych wyników przetwornik ten charakteryzuje się histerezą tzn. dla pewnych wartości napięcia wejściowego otrzymaliśmy różne wartości napięcia wyjściowego przy zwiększaniu i zmniejszaniu na wejściowego. Obie proste są przesunięte względem prostej teoretycznej.

2. Wyznaczanie charakterystyki statycznej A/C (cyfra w funkcji nap. wej.).

0x01 graphic

3. Wyznaczanie charakterystyki statycznej C/A (nap. wyj. w funkcji cyfry).

0x01 graphic

4. Możemy więc wyznaczyć błędy związane z tym torem przetworników:

  1. Błąd komutacji - odchylenie punktu komutacji od prostej odniesienia, gdy wielkość wejściowa jest zmieniana stale w jednym kierunku

  1. Histereza (H) - spowodowana jest różnicą w położeniach odpowiadających sobie parami punktów komutacji, z których jeden występuje, gdy wielkość przetwarzana wzrasta, a drugi - gdy wielkość ta maleje.

H=(H1+...+Hn) / n

H1….Hn = Uwe1-Uwe2

  1. Błąd nieliniowości będący odchyleniem rzeczywistej charakterystyki przetwarzania od prostej odniesienia

0x01 graphic

  1. Błąd kwantowania wyrażony jest wzorem:

Δk = N*q-X we, gdzie q=Uwemax/15

e) Błąd rozdzielczości dany jest wzorem:

r = q/Uwe max

f) Błąd przesunięcia zerowego - wartość sygnału analogowego, odpowiadającego zerowemu sygnałowi wejściowemu.

0x01 graphic

Otrzymujemy go z równania prostej odniesienia przyjmując y=0.

ad a) Ec=0,073484

ad b) średnia histereza H= 0,334714

ad c) błąd nieliniowości δNielini=max{Δ Y}/ YMax =0,014008

ad d) q=0,3747, a k dla napięcia narastającego:

Uwe

k

0,314

0,060714

0,639

0,110429

1,027

0,097143

1,353

0,145857

1,701

0,172571

2,058

0,190286

2,414

0,209

2,766

0,231714

3,12

0,252429

3,479

0,268143

3,825

0,296857

4,202

0,294571

4,533

0,338286

4,899

0,347

5,246

0,374714

ad e) błąd rozdzielczości r wyniósł: r=0,02676531

ad f) błąd przesunięcia zerowego - wartość sygnału analogowego, odpowiadającego zerowemu sygnałowi wejściowemu.

Idealna prosta odniesienia przechodzi przez początek układu współrzędnych. Dlatego błąd zera jest równy argumentowi x danej prostej dla wartości y=0.

x = 0, 0579 [V] - dla charakterystyki malejącej

x = 0, 2703 [V] - dla charakterystyki rosnącej

IV. Wnioski.

  1. Z zasady działania przetworników A/C i C/A wynika, że im większa dokładność tych urządzeń, tym większy będzie czas przetwarzania sygnału mierzonego.

  2. Zwiększenie rozdzielczości przetwornika (zwiększenie ilości bitów) nie ma sensu, gdy zastosowane układy w przetworniku mają mniejszą dokładność niż bity najmniejszej wagi.

  3. Przy zwiększaniu i zmniejszaniu mierzonego napięcia wejściowego widać było odpowiednio zapalanie i gaśnięcie diod dla różnych wartości UWE, co świadczy o pewnej histerezie przetwornika.

  4. Otrzymanie przebiegów na oscyloskopie wymagało dokładnego zsynchronizowania jego przebiegu, co wymagało wielu prób ustawiania.

  5. Wartości napięcia odpowiadające bitom „niższym” przetwornika były połową napięcia dla bitów „wyższych”. Świadczy to o pracy typu „kompensacja wagowa”.

  6. Za pomocą oscyloskopu można w miarę dokładnie oszacować całkowity czas przetwarzania napięcia w przetwornikach, oraz czas trwania poszczególnych etapów.

2



Wyszukiwarka