Bogdan Fichtner, Jacek Herold 1998.03.04

Przetworniki cyfrowo-analogowe; pomiary właściwości, aplikacje pomiarowe.

Cel : Przedstawienie istoty pracy przetwornika C/A, źródeł błędów przetwornika, sposobu definiowania i pomiaru parametrów przetworników C/A oraz zaprezentowanie przykładowych zastosowań przetworników w sprzęcie elektronicznym.

Program ćwiczenia :

1. Pomiar dokładności przetwarzania przetwornika C/A.

2. Kompensacyjny przetwornik A/C.

Układy pomiarowe :

ad. 1.

ad.2.

Tabele :

1. Pomiar dokładności przetwarzania przetwornika zainstalowanego w makiecie.

Lp.	Nastawa binarna	Nastawa dziesiętna	Uwy zmierzone	Uwy teoretyczne	Δprzetw.	Δmiernika (Δgp)
			V	V	V	V
1	0000000001	1	5,1102	5,11	0,0002	0,0015
2	0000000010	2	5,1001	5,10	0,0001	0,0015
3	0000000100	4	5,0801	5,08	0,0001	0,0015
4	0000001000	8	5,0401	5,04	0,0001	0,0015
5	0000010000	16	4,9600	4,96	0	0,0015
6	0000100000	32	4,7998	4,8	-0,0002	0,0015
7	0001000000	64	4,4802	4,48	0,0002	0,0014
8	0010000000	128	3,8402	3,84	0,0002	0,0013
9	0100000000	256	2,5600	2,56	0	0,001
10	1000000000	512	0,0064•10^-3	0	0,0064•10^-3	0
11	1111111111	1023	-5,1110	-5,11	0,001	-0,0005
12	0101010101	341	1,7102	1,71	0,0002	0,0008
13	1010101010	682	-1,7003	-1,7	0,0003	0,0002
14	1001001001	585	-0,7100	-0,73	0,02	0,0001
15	0000111000	56	4,5603	4,56	0,0003	0,0014

2. Kompensacyjny przetwornik A/C.

Lp.	Uwy zmierzone	Uwy teoretyczne	Δ przetw.	Δ miernika
	V	V	V	V
1	-5,10	-5,1087	0,0087	-0,0005
2	-4,30	-4,3067	0,0067	-0,0004
3	-3,60	-3,6085	0,0085	-0,0002
4	-2,64	-2,6445	0,0045	0
5	-1,48	-1,4879	0,0079	0,0002
6	-0,58	-0,5719	-0,0081	-0,0001
7	0,62	0,6083	0,0117	0,0002
8	1,34	1,3363	0,0037	0,0008
9	2,22	2,2103	0,0097	0,0009
10	3,75	3,7429	0,0071	0,0012
11	4,34	4,3349	0,0051	0,0014
12	5,10	5,0989	0,0011	0,0015

Spis przyrządów:

− woltomierz cyfrowy V563 , Δ_gp U = ± 0,02% U_X ± 0,005% U_Z

− oscyloskop OS-9020 20MHz

Wzory i przykłady obliczeń :

U_teor. = 5,12-0,01•(A9•2⁹+A8•2⁸+…+A1•2¹+A0•2⁰) [V] ,przykład : 5,12 - 0,01•128 = =5,12 - 1,28 = 3,84 (tabela 1, Lp. 8)

Δ U_przetw. = U_zm.+ U_teor., przykład : Δ U_przetw.= 5,1102 - 5,11 = 0,0002 (tabelka 1, Lp. 1)

Δ_gp U = ± 0,02% U_X ± 0,005% U_Z ,przykład : Δ_gp U = 2•10^-4•5,1001V + 5•10^-5•10V = =0,00102002 + 0,0005 = 0,00152002 ≈ 0,0015 V (tabelka 1, Lp. 2)

Wykresy :

Wnioski:

Ze względu na minimalną różnicę między napięciem zmierzonym U_Z a teoretycznym U_T, błąd pomiaru został pokazany na dodatkowych wykresach.

Błąd miernika jest tak ”duży” że nie jesteśmy w stanie określić czy błąd jako całość wynika tylko z niedokładności miernika czy również z niedokładności przetwornika C/A.

Biorąc pod uwagę pojedynczy czas pomiaru oraz brak zmian napicia mierzonego w tym czasie dochodzimy do wniosku, że przetwornik ma dużą stabilność napięcia związaną z ewentualnymi zmianami temperatury spowodowanymi przepływem prądu przez elementy przetwornika.

Parametry kompensacyjnego przetwornika A/C są gorsze (co ilustruje tabelka.2).

---