|
Wydział Fizyki Matematyki i Informatyki Stosowanej |
|
Grupa 12, PEd |
24.05.2010 |
|
Informatyka I rok |
Układy konwersji DAC i ADC. |
Ćwiczenie 10 |
|
Konwersja cyfrowo-analogowa z „drabinką R-2R”.
Tabela pomiarów:
|
J1 |
J 2 |
J3 |
J4 |
Wartość |
Napięcie wy |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2.070 [mV] |
|
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
627.076 [mV] |
|
0 |
0 |
1 |
0 |
2 |
1.252 [V] |
|
0 |
0 |
1 |
1 |
3 |
1.877 [V] |
|
0 |
1 |
0 |
0 |
4 |
2.502 [V] |
|
0 |
1 |
0 |
1 |
5 |
3.127 [V] |
|
0 |
1 |
1 |
0 |
6 |
3.752 [V] |
|
0 |
1 |
1 |
1 |
7 |
4.377 [V] |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
8 |
5.002 [V] |
|
1 |
0 |
0 |
1 |
9 |
5.627 [V] |
|
1 |
0 |
1 |
0 |
10 |
6.252 [V] |
|
1 |
0 |
1 |
1 |
11 |
6.877 [V] |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
12 |
7.502 [V] |
|
1 |
1 |
0 |
1 |
13 |
8.127 [V] |
|
1 |
1 |
1 |
0 |
14 |
8.752 [V] |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
15 |
9.377 [V] |
|
Rozdzielczość |
|||||
Tabela prezentuje wyniki pomiarów dla poszczególnych wartości ustalanych przez odpowiednie ustawienie przełączników. Napięcie wyjściowe jest określone wzorem: , gdzie w badanym układzie VREF = 10V, a RF=1kΩ (sprzężenia zwrotnego). Różnica pomiędzy kolejnymi wartościami, czyli rozdzielczość jest równa 0.625V.
VREF o jakiej wartości należy użyć, aby uzyskać rozdzielczość 0.5 V ?
Rozdzielczość = 0.5V RF=1kΩ VREF = ??
W układzie wykorzystującym drabinkę R-2R na parametry przetwarzania (zakres, rozdzielczość, błąd przetwarzania) ma wpływ jedynie dokładność zachowania stosunku wartości pary 2R i R, a nie konkretne wartości, co jest bardzo duża zaletą. Ponadto Rwy jest stałe i nie zależy od zadanego słowa kodowego.
Konwersja analogowo-cyfrowa metodą bezpośrednią (Flash).
Badany układ przedstawia przetwornik o 3-bitowej rozdzielczości, składający się z 23-1 = 7 komparatorów połączonych równolegle przy napięciu referencyjnym 8V.
Niestety układ zbudowany w programie symulacyjnym Multisim nie działał dokładnie tak jak powinien. Widać to na Rys. 2, gdzie przy podanym napięciu 1 V na wejściu, aktywne są 2 diody na wyjściu (symbolizujące wartość 2), mimo tego że II dioda powinna się uaktywnić przy napięciu rzędu 1.5V, które wskazuje podpięty woltomierz. Jest to prawdopodobnie związane z nieprawidłowym działaniem użytych komparatorów wirtualnych.
Metoda ta jest najszybsza, lecz wymaga bardzo rozbudowanego układu komparatorów, co niesie za sobą dużą pojemność wejściową, duży pobór mocy i wzrost ceny układu związanej z ilością użytych części.