POLITECHNIKA RADOMSKA		LABORATORIUM elektroniki		Data:
Imię i nazwisko:			Grupa:	Rok akademicki
Nr ćwiczenia:	Temat :Przetwornik A/C, C/A			Ocena:

Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest zbadanie poprawności działania transkodera BCD → BIN, oraz zbadanie charakterystyki przetwornika C/A.

Uproszczony schemat blokowy układu badanego w ćwiczeniu

1. Badanie poprawności pracy transkodera BCD → BIN.

Przy wszystkich zworach rozłączonych sprawdziliśmy zgodność kilku dowolnie ustawionych stanów licznika, odczytywanych ze wskaźników cyfrowych ze stanem wyjść transkodera. Były one następujące:

0110010→50; 0111010→58; 1000001→65; 1001001→73; 1010000→80

Po sprawdzeniu otrzymanych wyników stwierdziliśmy, że badany przez nas transkoder BCD → BIN działa poprawnie.

2. Badanie charakterystyki przetwornika C/A U_N=ƒ(N)

N	UN [V]	δ(N) [%]	N	UN [V]	δ(N) [%]	N	UN [V]	δ(N) [%]
1	0,5	4,210526	9	0,77	-1,36842	80	7,38	-6,52632
2	0,14	-0,63158	10	0,86	-1,47368	90	8,37	-6,63158
3	0,23	-0,73684	20	1,8	-2,10526	91	8,51	-6,21053
4	0,32	-0,84211	30	2,73	-2,84211	92	8,5	-7,36842
5	0,42	-0,84211	40	3,65	-3,68421	93	8,76	-5,68421
6	0,51	-0,94737	50	4,6	-4,21053	94	9,08	-3,36842
7	0,6	-1,05263	60	5,56	-4,63158	95	9,18	-3,36842
8	0,68	-1,26316	70	6,47	-5,57895

N	UN [V]	δ(N) [%]	N	UN [V]	δ(N) [%]	N	UN [V]	δ(N) [%]
98	9,45	-3,57143	90	8,68	-3,26531	10	0,91	-0,91837
97	9,37	-3,36735	80	7,7	-3,06122	9	0,81	-0,91837
96	9,27	-3,36735	70	6,7	-3,06122	8	0,72	-0,81633
95	9,18	-3,26531	60	5,77	-2,34694	7	0,63	-0,71429
94	9,09	-3,16327	50	4,78	-2,2449	6	0,54	-0,61224
93	8,98	-3,26531	40	3,8	-2,04082	5	0,44	-0,61224
92	8,88	-3,26531	30	2,85	-1,53061	4	0,34	-0,61224
91	8,79	-3,16327	20	1,88	-1,22449	3	0,25	-0,5102
2	0,15	-0,5102	1	0,057	-0,43878

N - stan licznika zmieniany w zakresie 0 - 99

U_N - napięcie na wyjściu przetwornika

ΔU= 0.1 kwant przetwarzania

Wzór na błąd przetwarzania:




Przykładowe obliczenia błędu przetwarzania:






Charakterystyki U_N= ƒ(N) oraz δ_N=ƒ(N)




3. Określamy szybkość działania przetwornika.

Po włączeniu zworek C'C'' i G₁G₂ na wejście U_x mogliśmy na podstawie czasu ustalenia zaobserwowanego na oscyloskopie mogliśmy określić szybkość działania przetwornika C/A. Z naszych obserwacji szybkość ta wynosiła 13 μs.

4. Badanie statyczne przetwornika A/C.

W celu zbadania statycznego przetwornika A/C, należało na wejście A/C dołączyć napięcie U_x . Włączyć zworę G₁G₂. Po wyzerowaniu licznika zwiększyć jego stan aż do momentu gdy U_N >U_x. Ostatni stan licznika N_x jest cyfrowym odpowiednikiem napięcia U_x

U_N- napięcie na wyjściu przetwornika A/C.

N- stan licznika zmieniany w zakresie 0-99.

Tabela pomiarowa.

Wzrost N od 1 do 99

N	UN [V]	N	UN [V]	N	UN [V]
1	0,05	10	0,913	91	8,826
2	0,157	20	1,899	92	8,918
3	0,252	30	2,865	93	9,011
4	0,35	40	3,822	94	9,108
5	0,446	50	4,808	95	9,119
6	0,544	60	5,796	96	9,217
7	0,639	70	6,778	97	9,329
8	0,725	80	7,73	98	9,412
9	0,819	90	8,714	99	9,518

Wzrost N od 98 do 0

N	UN [V]	N	UN [V]	N	UN [V]
98	9,418	80	7,698	8	0,722
97	9,34	70	6,72	7	0,636
96	9,259	60	5,771	6	0,542
95	9,17	50	4,788	5	0,444
94	9,08	40	3,807	4	0,349
93	8,974	30	2,854	3	0,252
92	8,881	20	1,888	2	0,156
91	8,79	10	0,909	1	0,058
90	8,679	9	0,815


Charakterystyka przetwornika A/C U_N= f(N).

5.Badanie pracy przetwornika A/C z kompensacją monotoniczną.

Aby zbadać zadany przetwornik należy podłączyć zworę C^-C^- i zworę G₁G₂.

N_X-stan licznika

Tabela pomiarowa

Wzrost N_x od 0 do 10

Nx	Ux [V]	δx(N) [%]	Nx	Ux [V]	δx(N) [%]	Nx	Ux [V]	δx(N) [%]
0,059	1	-0,41414	1,705	18	-0,9596	8,744	90	-2,58586
0,157	2	-0,43434	3,156	33	-1,45455	9,045	93	-2,57576
0,447	5	-0,53535	4,126	43	-1,75758	9,246	95	-2,56566
0,641	7	-0,59596	4,73	48	-0,70707	9,439	97	-2,63636
0,916	10	-0,84848	5,71	59	-1,91919	9,626	99	-2,76768
1,21	13	-0,90909	6,878	71	-2,24242
1,408	15	-0,92929	7,863	81	-2,39394

Wzrost N_x od 10 do 0

Nx	Ux [V]	δx(N) [%]	Nx	Ux [V]	δx(N) [%]	Nx	Ux [V]	δx(N) [%]
9,521	98	-2,81818	6,559	68	-2,43434	0,726	8	-0,74747
9,331	96	-2,71717	6,006	62	-1,9596	0,64	7	-0,60606
9,035	93	-2,67677	5,016	52	-1,85859	0,447	5	-0,53535
8,44	87	-2,62626	4,022	42	-1,79798	0,35	4	-0,50505
7,744	80	-2,58586	2,97	31	-1,31313	0,253	3	-0,47475
7,347	76	-2,55556	2,092	22	-1,09091	0,157	2	-0,43434
7,048	73	-2,54545	1,112	12	-0,88889	0,058	1	-0,42424




6. Obserwacja pracy przetwornika A/C „śledzącego”. Dla kilku wybranych napięć U_x obserwujemy stany licznika.

Ux	N	Ux	N	Ux	N	Ux	N
0,013	1	1,462	31	2,825	31	6,327	67
0,108	3	1,56	17	3,4	39	6,92	79
0,302	7	1,753	19	3,98	43	7,705	95
0,4	5	1,949	21	4,279	45	8,198	85
0,497	7	2,146	23	4,876	51	8,689	91
0,685	15	2,24	31	5,467	57	9,097	95
0,775	9	1,063	15	5,969	61	9,572	99
0,964	11	2,43	27	5,965	63





7. Dynamiczna praca przetwornika A/C z kompensacją monotoniczną






8. Dynamiczna praca przetwornika A/C "śledzącego".

Wnioski:

W ćwiczeniu badaliśmy przetworniki AC i CA. Na początku sprawdziliśmy działanie transkodera, porównując liczby przedstawione w kodzie dwójkowym z liczbami pokazywanymi przez wyświetlacze siedmiosegmentowe.

Następnie badaliśmy przetwornik C/A. Podawaliśmy na wejścia kolejne wartości N zaczynając od najmniejszych kończąc na wartości N=99, następnie powtarzaliśmy to poczynając od wartości N=99 a kończąc na N=0 , otrzymując na wyjściu sygnał analogowy. W wyniku tych pomiarów można było zaobserwować że wyniki otrzymane z pomiarów dla N od 0 do 99 różniły się od wyników przy N od 99 do 0 szczególnie przy większych wartościach N. Wartość napięcia wyjściowego była dziesięciokrotnie mniejsza od wartości liczby N. Dla pomiarów dokonaliśmy analizy błędów. Nie przekraczały one wartości 3 % i były ujemne.

Wykorzystując oscyloskop dwukanałowy zaobserwowaliśmy czas ustalenia się przebiegu na wyjściu, który wyniósł 13 μs.

Na oscyloskopie mogliśmy zaobserwować także dynamiczną pracę przetwornika A/C "śledzącego" oraz przetwornika z kompensacja monotoniczną. Wykonaliśmy rysunki obrazujące zasadę pracy tych przetworników.

Badany w ćwiczeniu model laboratoryjny jest kompensacyjnym przetwornikiem A/C typu „śledzącego” zawierającym układ drabinkowego przetwornika C/A. Pracuje przy stałych częstotliwościach z kompensacją nie wagową , kompensacja równomierna z próbkowaniem. Wyjścia licznika dołączone są do układu wyświetlania stanu licznika oraz na wejście transkodera. W miarę wzrostu częstotliwości okazuje się że przy określonej częstotliwości równej f₀=871Hz przetwornik działa ze znacznym opóźnieniem.



















f= 636Hz

f= 116 Hz

f₀= 781 Hz

t

U

t

U

U

t

T=2ms

T=1,28ms

T=0,5ms

---