1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie podstawowych parametrów metrologicznych typowego przetwornika cyfrowo-analogowego na przykładzie przetwornika AD7224KN.

2. Wyznaczenie q:

U_odn = 10.24 V

N = 8 - rozdzielczość przetwornika

q = U_odn/2^N = 10.24/255 ≈ 0,04016 V = 40,16 mV

3. Tabela wyników pomiarowych wraz z obliczonym:

1. Błędem zera:

∆₀ = U₀ - U_0nom

2. Błędem wzmocnienia:

∆_wzm = (U₂₅₅ - U₀) - (U_{7 nom} - U_{0 nom})

δ_wzm = ∆_wzm / ( U_{255 nom} - U_0nom )

3. Skorygowanie błędu zera:

U_{i (0 sk)} = U_i - ∆₀

4. Skorygowanie błędu wzmocnienia:

U_{i (0 wzm sk)} = U_{i (0 sk)} - i/255 • ∆_wzm

5. Błędem nieliniowości całkowej:

∆_C = U_{i(0 wzm sk)} - U_{i nom}

6. Błędem nieliniowości różniczkowej:

∆_r = ( U_{i (0 wzm sk)} - U_{i-1 (0 wz sk)}) - q

Przetwornik I w temperaturze 20,3 ^oC:

	Ui nom	i	Ui	Ui o sk	Ui o wzm sk	∆C	Ui (0 wzm sk) - Ui-1(0 wz sk)	∆r
[mV]	0	0	-0,0005	0	0,0000	0,0000	-	-
		40,1569	1	37,23	37,2305	37,2306	-2,9262	37,2306	-2,9294
		80,3137	2	76,9	76,9005	76,9008	-3,4129	39,6701	-0,4899
		120,4706	3	115,87	115,8705	115,8709	-4,5996	38,9701	-1,1899
	[V]	0,1606	4	0,1571	0,1576	0,1582	-0,0024	-115,7128	-115,7529
		0,2811	7	0,2754	0,2759	0,2769	-0,0042	-	-
		0,3213	8	0,3174	0,3179	0,3191	-0,0022	0,0421	0,0020
		0,6024	15	0,5954	0,5959	0,5981	-0,0042	-	-
		0,6425	16	0,6375	0,638	0,6404	-0,0022	0,0422	0,0021
		1,2449	31	1,237	1,2375	1,2421	-0,0028	-	-
		1,2850	32	1,278	1,2785	1,2832	-0,0018	0,0411	0,0010
		2,5299	63	2,517	2,5175	2,5268	-0,0031	-	-
		2,5700	64	2,558	2,5585	2,5679	-0,0021	0,0411	0,0010
		5,0999	127	5,078	5,0785	5,0972	-0,0027	-	-
		5,1401	128	5,121	5,1215	5,1403	0,0002	0,0431	0,0030
		10,2400	255	10,202	10,2025	10,2400	0,0000	-	-

Przetwornik II w temperaturze 20,3 ^oC:

	Ui nom	i	Ui	Ui o sk	Ui o wzm sk	∆C	Ui (0 wzm sk) - Ui-1(0 wz sk)	∆r
[mV]	0,0000	0	0,0041	0	0	0,0000	-	-
		40,1569	1	41,54	41,5359	41,53607	1,3792	41,5361	1,3761
		80,3137	2	81,17	81,1659	81,16624	0,8525	39,6302	-0,5298
		120,4706	3	119,97	119,9659	119,9664	-0,5042	38,8002	-1,3598
	[V]	0,1606	4	0,1613	0,1572	0,157876	-0,0028	-119,808	-119,848
		0,2811	7	0,2792	0,2751	0,276283	-0,0048	-	-
		0,3213	8	0,3214	0,3173	0,318652	-0,0026	0,0424	0,0022
		0,6024	15	0,5989	0,5948	0,597335	-0,0050	-	-
		0,6425	16	0,6413	0,6372	0,639904	-0,0026	0,0426	0,0024
		1,2449	31	1,241	1,2369	1,24214	-0,0027	-	-
		1,2850	32	1,282	1,2779	1,283309	-0,0017	0,0412	0,0010
		2,5299	63	2,519	2,5149	2,525548	-0,0043	-	-
		2,5700	64	2,56	2,5559	2,566717	-0,0033	0,0412	0,0010
		5,0999	127	5,078	5,0739	5,095365	-0,0046	-	-
		5,1401	128	5,123	5,1189	5,140535	0,0005	0,0452	0,0050
		10,2400	255	10,201	10,1969	10,24	0,0000	-	-

Przetwornik III w temperaturze 20,3 ^oC:

	Ui nom	i	Ui	Ui o sk	Ui o wzm sk	∆C	Ui (0 wzm sk) - Ui-1(0 wz sk)	∆r
[mV]	0,0000	0	-0,0272	0	0	0,0000	-	-
		40,1569	1	10,41	10,4372	10,43736	-29,7195	10,4374	-29,7226
		80,3137	2	54,14	54,1672	54,16753	-26,1462	43,7302	3,5702
		120,4706	3	89,07	89,0972	89,09769	-31,3729	34,9302	-5,2298
	[V]	0,1606	4	0,1303	0,1575	0,158156	-0,0025	-88,9395	-88,9797
		0,2811	7	0,2484	0,2756	0,276747	-0,0044	-	-
		0,3213	8	0,2905	0,3177	0,319011	-0,0022	0,0423	0,0021
		0,6024	15	0,5682	0,5954	0,597859	-0,0045	-	-
		0,6425	16	0,6106	0,6378	0,640423	-0,0021	0,0426	0,0024
		1,2449	31	1,209	1,2362	1,241282	-0,0036	-	-
		1,2850	32	1,252	1,2792	1,284445	-0,0006	0,0432	0,0030
		2,5299	63	2,489	2,5162	2,526527	-0,0034	-	-
		2,5700	64	2,53	2,5572	2,567691	-0,0023	0,0412	0,0010
		5,0999	127	5,049	5,0762	5,097018	-0,0029	-	-
		5,1401	128	5,092	5,1192	5,140182	0,0001	0,0432	0,0030
		10,2400	255	10,171	10,1982	10,24	0,0000	-	-

Przetwornik III w temperaturze 75 ^oC:

	Ui nom	i	Ui	Ui o sk	Ui o wzm sk	∆C	Ui (0 wzm sk) - Ui-1(0 wz sk)	∆r
[mV]	0,0000	0	-0,2484	0	0	0,0000	-	-
		40,1569	1	14,02	14,2684	14,26767	-25,8892	14,2677	-25,8923
		80,3137	2	53,73	53,9784	53,97693	-26,3368	39,7093	-0,4507
		120,4706	3	94,17	94,4184	94,4162	-26,0544	40,4393	0,2793
	[V]	0,1606	4	0,1361	0,3845	0,38156	0,2209	-94,0346	-94,0748
		0,2811	7	0,2543	0,5027	0,497556	0,2165	-	-
		0,3213	8	0,2969	0,5453	0,539421	0,2182	0,0419	0,0017
		0,6024	15	0,5746	0,823	0,811976	0,2096	-	-
		0,6425	16	0,6173	0,8657	0,853942	0,2114	0,0420	0,0018
		1,2449	31	1,215	1,4634	1,440618	0,1958	-	-
		1,2850	32	1,26	1,5084	1,484883	0,1999	0,0443	0,0041
		2,5299	63	2,496	2,7444	2,698101	0,1682	-	-
		2,5700	64	2,538	2,7864	2,739366	0,1693	0,0413	0,0011
		5,0999	127	5,056	5,3044	5,211067	0,1111	-	-
		5,1401	128	5,1	5,3484	5,254333	0,1143	0,0433	0,0031
		10,2400	255	10,179	10,4274	10,24	0,0000	-	-

4. Zależność napięcia wyjściowego U_wy od napięcia zasilania U_zas dla przetwornika I:

4.1 Tabela:

Uzas [V]	Uwy dla słowa:
		[mV]	[V]
		0	255
12	-0,62	10,2
12,5	-0,6	10,199
13	-0,65	10,202
13,5	-0,64	10,201
14	-0,63	10,202
14,5	-0,62	10,203
15	-0,64	10,202
15,5	-0,65	10,203
16	-0,64	10,203

4.2 Wykresy

Dla słowa 0:

Dla słowa 255:

5. Parametry dynamiczne zaobserwowane na ekranie oscyloskopu:

Parametr:	Dane producenta	Dane zmierzone	Jednostka
Szybkość ustalania odpowiedzi	2,5	1,8	V/μs
Czas ustalania - skok narastający	5	2	μs
Czas ustalania - skok malejący	7	7	μs

6. Wnioski:

Celem ćwiczenia było zapoznać się, zbadać i obliczyć podstawowe parametry statyczne i dynamiczne przetwornika c/a typu AD7224KD. Pomiary były przeprowadzane w temperaturze pokojowej (20,3 ^oC) dla trzech przetworników i w temperaturze 75 ^oC dla trzeciego przetwornika.

Po przeprowadzeniu obliczeń doszliśmy do wniosku, iż parametry podane przez producenta nieznacznie odbiegają od wartości, które zostały przez nas obliczone. Można to zaobserwować np. w różnicy wartości czasu ustalania dla skoku narastającego - różnica jest znaczna (2,5 razy). Jest to spowodowanie niedokładnością przyrządów pomiarowych. Jak również możliwością wcześniejszego nadmiernego przegrzania przetwornika w przeszłości.

Po podgrzaniu przetwornika III wszystkie błędy zwiększają się wraz ze wzrostem temperatury. Błąd zera zwiększa się o cały rząd, natomiast błąd nieliniowości całkowej aż o 2 rzędy.

Wartość napięcia wyjściowego zależy od napięcia zasilania. Dla słowa najmniejszego (000) wartość U_wy maleje oscylacyjnie, natomiast dla słowa 255 rośnie oscylacyjnie wraz ze wzrostem napięcia zasilania.

4

---