Wydział: EAIE |
Wykonali: 1. Tomasz Mańka 2. Łukasz Machowski 3. Mariusz Majoch |
Zespół: C |
Data wykonania: 2007.12.10 |
Temat: PRZETWORNIKI A/C-C/A - BUDOWA I ZASTOSOWANIE |
Nr ćwiczenia: 8 |
Data oddania: 2007.12.17 |
|
Ocena |
Wyznaczanie charakterystyk statycznych przetworników A/C bezpośredniego porównania oraz C/A z sumowaniem prądów. Wyznaczenie błędów statycznych.
W tej części ćwiczenia przeprowadziliśmy badanie liniowości charakterystyki przetwarzania toru. W tym celu po połączeniu układu złożonego z zasilacza typu KP1612, dzielnika potencjometrycznego oraz woltomierzy przeprowadziliśmy badania przy narastającym oraz opadającym napięciu wejściowym (odczyt wartości przeprowadzono w momentach zapalania i gaśnięcia kolejnej diody). Wyniki pomiarów przedstawia poniższa tabela:
Ilość diod |
Wartość binarna |
Zwiększanie napięcia |
Zmniejszanie napięcia |
||
|
|
Uwe [V] |
Uwy [V] |
Uwe [V] |
Uwy [V] |
0 |
0000 |
-0,092 |
0,002 |
0,01 |
0,002 |
1 |
0001 |
0,24 |
0,334 |
0,205 |
0,002 |
2 |
0010 |
0,561 |
0,68 |
0,554 |
0,332 |
3 |
0011 |
0,925 |
1,01 |
0,909 |
0,68 |
4 |
0100 |
1,277 |
1,326 |
1,262 |
1,01 |
5 |
0101 |
1,633 |
1,65 |
1,618 |
1,326 |
6 |
0110 |
1,994 |
2,004 |
1,971 |
1,656 |
7 |
0111 |
2,332 |
2,334 |
2,325 |
2,004 |
8 |
1000 |
2,693 |
2,657 |
2,678 |
2,333 |
9 |
1001 |
3,043 |
2,987 |
3,028 |
2,659 |
10 |
1010 |
3,401 |
3,336 |
3,38 |
2,988 |
11 |
1011 |
3,749 |
3,666 |
3,735 |
3,337 |
12 |
1100 |
4,107 |
3,983 |
4,088 |
3,666 |
13 |
1101 |
4,455 |
4,312 |
4,438 |
3,983 |
14 |
1110 |
4,809 |
4,661 |
4,792 |
4,313 |
15 |
1111 |
5,162 |
4,991 |
5,147 |
4,661 |
Na podstawie tych wyników można wykreślić charakterystyki statyczne przetworników przy opadającym oraz narastającym napięciu wejściowym:
Na podstawie uzyskanych wyników możemy wyznaczyć błąd komutacji, strefę martwą, histerezę, oraz błąd nieliniowości.
Błąd komutacji - jest to odchylenie punktu komutacji od prostej odniesienia, gdy wielkość wejściowa stale zmienia się jednym kierunku. Jest to wynik niezgodności wartości wzorca w danym punkcie i jego wartością nominalną.
Yi - i-ta dziesiętna wartość stanu
W naszym przypadku
= 0,369 natomiast
=2,834 .
Wartość dziesiętna |
Zwiększanie napięcia |
Zmniejszanie napięcia |
Błąd komutacji w góre |
Błąd komutacji w dół |
|
Uwe [V] |
Uwe [V] |
|
|
0 |
-0,092 |
0,01 |
0,038205 |
0,130205 |
1 |
0,24 |
0,205 |
0,017347 |
-0,01765 |
2 |
0,561 |
0,554 |
-0,01451 |
-0,02151 |
3 |
0,925 |
0,909 |
-0,00337 |
-0,01937 |
4 |
1,277 |
1,262 |
-0,00423 |
-0,01923 |
5 |
1,633 |
1,618 |
-0,00109 |
-0,01609 |
6 |
1,994 |
1,971 |
0,007056 |
-0,01594 |
7 |
2,332 |
2,325 |
-0,0078 |
-0,0148 |
8 |
2,693 |
2,678 |
0,000339 |
-0,01466 |
9 |
3,043 |
3,028 |
-0,00252 |
-0,01752 |
10 |
3,401 |
3,38 |
0,002623 |
-0,01838 |
11 |
3,749 |
3,735 |
-0,00224 |
-0,01624 |
12 |
4,107 |
4,088 |
0,002907 |
-0,01609 |
13 |
4,455 |
4,438 |
-0,00195 |
-0,01895 |
14 |
4,809 |
4,792 |
-0,00081 |
-0,01781 |
15 |
5,162 |
4,991 |
-0,00067 |
-0,01567 |
Strefa martwa - (zwana też błędem brakującego kodu) występuje na skutek niemonotoniczności charakterystyki wzorca przetwornika C/A, najczęściej w przetwornikach A/C z kompensacją wagową, gdy błąd bezwzględny sumy składników wzorca przekracza dla niektórych stanów wartość jednego kwantu.
Wartość dziesiętna |
Zwiększanie napięcia |
Zmniejszanie napięcia |
Strefa martwa przy zwiększaniu napięcia |
Strefa martwa przy zmniejszaniu napięcia |
|
Uwe [V] |
Uwe [V] |
|
|
0 |
-0,092 |
0,01 |
0,332 |
0,195 |
1 |
0,24 |
0,205 |
0,321 |
0,349 |
2 |
0,561 |
0,554 |
0,364 |
0,355 |
3 |
0,925 |
0,909 |
0,352 |
0,353 |
4 |
1,277 |
1,262 |
0,356 |
0,356 |
5 |
1,633 |
1,618 |
0,361 |
0,353 |
6 |
1,994 |
1,971 |
0,338 |
0,354 |
7 |
2,332 |
2,325 |
0,361 |
0,353 |
8 |
2,693 |
2,678 |
0,35 |
0,35 |
9 |
3,043 |
3,028 |
0,358 |
0,352 |
10 |
3,401 |
3,38 |
0,348 |
0,355 |
11 |
3,749 |
3,735 |
0,358 |
0,353 |
12 |
4,107 |
4,088 |
0,348 |
0,35 |
13 |
4,455 |
4,438 |
0,354 |
0,354 |
14 |
4,809 |
4,792 |
0,353 |
0,355 |
15 |
5,162 |
4,991 |
0,332 |
0,195 |
Histereza - jest spowodowana różnicą w położeniach odpowiadających punktów komutacji, z których jeden występuje, podczas wzrastania wielkości przetwarzanej , a drugi - gdy wielkość ta maleje. Podstawowe źródło to histereza komparatorów.
Wartość dziesiętna |
Zwiększanie napięcia |
Zmniejszanie napięcia |
Histereza
|
|
Uwe [V] |
Uwe [V] |
|
0 |
-0,092 |
0,01 |
0,102 |
1 |
0,24 |
0,205 |
0,035 |
2 |
0,561 |
0,554 |
0,007 |
3 |
0,925 |
0,909 |
0,016 |
4 |
1,277 |
1,262 |
0,015 |
5 |
1,633 |
1,618 |
0,015 |
6 |
1,994 |
1,971 |
0,023 |
7 |
2,332 |
2,325 |
0,007 |
8 |
2,693 |
2,678 |
0,015 |
9 |
3,043 |
3,028 |
0,015 |
10 |
3,401 |
3,38 |
0,021 |
11 |
3,749 |
3,735 |
0,014 |
12 |
4,107 |
4,088 |
0,019 |
13 |
4,455 |
4,438 |
0,017 |
14 |
4,809 |
4,792 |
0,017 |
15 |
5,162 |
4,991 |
0,015 |
Błąd nieliniowości (różniczkowej) - procentowe odchylenie względne pomiędzy kolejnymi wartościami strefy martwej, a jej wartością średnią.
Wartość dziesiętna |
Zwiększanie napięcia |
Zmniejszanie napięcia |
Błąd nieliniowości[%] |
|
Uwe [V] |
Uwe [V] |
|
0 |
-0,092 |
0,01 |
-5,162211794 |
1 |
0,24 |
0,205 |
-8,304427668 |
2 |
0,561 |
0,554 |
3,978779841 |
3 |
0,925 |
0,909 |
0,550907978 |
4 |
1,277 |
1,262 |
1,693531932 |
5 |
1,633 |
1,618 |
3,121811875 |
6 |
1,994 |
1,971 |
-3,448275862 |
7 |
2,332 |
2,325 |
3,121811875 |
8 |
2,693 |
2,678 |
-0,020403999 |
9 |
3,043 |
3,028 |
2,264843909 |
10 |
3,401 |
3,38 |
-0,591715976 |
11 |
3,749 |
3,735 |
2,264843909 |
12 |
4,107 |
4,088 |
-0,591715976 |
13 |
4,455 |
4,438 |
1,122219955 |
14 |
4,809 |
4,792 |
0,836563967 |
15 |
5,162 |
4,991 |
-5,162211794 |
Błąd nieliniowości (całkowej)- odchylenie rzeczywistej charakterystyki przetwarzania od prostej odniesienia.
Błąd ten wynosi:
dla zmiany „w górę” - 0,14
dla zmiany „w dół” - 0,19
Wnioski:
Uzyskane wyniki mówią nam o tym że zbudowanie idealnego przetwornika A/C to zadanie bardzo trudne. Podczas użytkowania układu należy liczyć się z błędami przez niego wprowadzanymi. Błędy te przyczyniają się w znaczny sposób do stopnia zafałszowania otrzymanych wyników.