ZESPÓŁ LABORATORIÓW TELEMATYKI W TRANSPORCIE POLITECHNIKA WARSZAWSKA WYDZIAŁ TRANSPORTU Zakład Telekomunikacji w Transporcie

LABORATORIUM ELEKTRONIKI II

SPRAWOZDANIE Z ĆWICZENIA NR 30

KOMPUTEROWA SYMULACJA PRZETWORNIKÓW A/C i C/A

AUTOR SPRAWOZDANIA: Marek Gębski SKŁAD ZESPOŁU: Marek Gębski Grzegorz Faliński

GRUPA SRD/TT

SEMESTR VI

Data wykonania ćwiczenia 22.04.2009

Data oddania sprawozdania 29.04.2009

1) Przetwornik A/C

W programie TINA zbudowaliśmy układ jak na rys. 1, następnie przeprowadziliśmy jego symulację. Wyniki symulacji widoczne są w tabeli 1.

Rysunek 1. Schemat ideowy układu przetwornika A/C szesnastobitowego.

Lp.	UWE [V]	Stan wyjść przetwornika po podaniu UWE
1	0	0000000000000000
2	0,2	0000101000111101
3	0,8	0010100011110101
4	1,5	0100110011001100
5	2,3	0111010111000010
6	3	1001100110011001
7	3,8	1100001010001111
8	4,4	1110000101000111
9	4,9	1111101011100001
10	5	1111111111111111

Tabela 1. Wartości napięcia wejściowego U_WE i wartości logiczne na wyjściu przetwornika A/C.

2)Przetwornik C/A

W programie TINA zbudowaliśmy układ jak na rys. 2, następnie przeprowadziliśmy jego symulację. Wyniki symulacji widoczne są w tabeli 2.

Rysunek 2. Schemat ideowy układu przetwornika C/A ośmiobitowego.

Lp.	Stan wejścia przetwornika	UWY [V]
1	00000000	0
2	00000010	0,664
3	00011000	1,72
4	01011011	4,9
5	10001011	5,21!
6	11011111	4,38
7	11111011	4,38
8	00100000	1,25
9	00001110	2,15
10	11111111	5

Tabela 2. Stany logiczne wejść przetwornika C/A oraz napięcia wyjściowe U_WY.

3) Zamiana sygnału analogowego na cyfrowy i na odwrót

Rysunek 3 .Schemat ideowy układu złożonego z przetwornika A/C i C/A - przetworniki ośmiobitowe.

Lp.	UWE [V]	Stan wyjść przetwornika po podaniu UWE	UWY [V]	UWY/UWE [%]
1	0	00000000	0	-
2	0,4	00010100	0,390	97,65625
3	1	00110011	0,996	99,60938
4	1,9	01100001	1,894531	99,71216
5	2,5	10000000	2,5	100
6	3,1	10011110	3,085938	99,54639
7	3,8	11000010	3,789	99,71053
8	4,3	11011100	4,296875	99,92733
9	4,8	11110101	4,785156	99,69075
10	5	11111111	4,98	99,6

Tabela 3. Tabela z wartościami napięć U_WE i U_WY, stany logiczne na wyjściu przetwornika A/C oraz U_WE/U_WY.

4) WNIOSKI

Wykonując pierwszy punkt ćwiczenia, jakim była symulacja działania przetwornika A/C mogliśmy zauważyć w jaki sposób przetwornik reaguje na napięcie wejściowe. Podając wartości napięć z zakresu 0 ÷ 5 [V] na wejście przetwornika szesnastobitowego uzyskiwaliśmy różne wartości liczbowe na wyjściu przetwornika. Wartości te są liczbami z zakresy 0 ÷ 131072 w zapisie dziesiętnym, ponieważ na 16 bitach zapisu dwójkowego możemy maksymalnie zapisać właśnie 131072 różnych informacji. Oznacza to, że w zakresie zmian napięcia 0 ÷ 5 [V] przetwornik posiada 131072 poziomów kwantyzacji, a jego rozdzielczość napięciowa wynosi 38,15 [µV].

W punkcie drugim posłużyliśmy się przetwornikiem C/A ośmiobitowym. W tym przypadku na wejściu mogliśmy podać jedną z 256 wartości liczbowych aby na wyjściu uzyskać pewne napięcie U z zakresu 0 ÷ 5 [V]. Podczas wykonywania symulacji zauważyliśmy jednak pewne błędy (są one widoczne w tabeli 2. Dla wartości liczbowej 10001011₂ na wejściu napięcie U_WY = 5,21 [V],

co jest niemożliwe. Kolejny błąd to nieuzyskanie wartości 2,5 [V] dla słowa wejściowego 10000000₂, oraz uzyskanie takich samych wartości U_WY = 4,38 [V] dla dwóch różnych wartości liczbowych na wejściu: 11011111₂ i 11111011₂. Wprawdzie podane wartości w zapisie dwójkowym posiadają taką samą liczbę zer i jedynek lecz znajdują się ona na różnych pozycjach, ponadto w zapisie dziesiętnym są to odpowiednio liczby 223 i 251, wiec napięcia wyjściowe dla tych słów wejściowych powinny się pomiędzy kolejnym wartości to 19,5 [mV], niestety w naszych obserwacjach nie podaliśmy takich wartości aby można było zauważyć tą zależność. Podane wyżej błędy są naszym zdaniem winą programy TINA. Mogą wynikać np. z „zawieszenia” programu.

Realizując punkt 3 instrukcji zaobserwowaliśmy działanie układu złożonego z przetwornika A/C i C/A. Pomimo tego, że na wyjściu układu nie SA uzyskiwane dokładnie te same wartości napięć, to mieszczą się one w przedziale +/- 19,5 [mV], czyli rozdzielczości napięciowej dla każdej z wartości. Najgorszy uzyskany wynik dla U_WY/U_WE to 97,656%, co świadczy o poprawnym działaniu układu.

---