IMG�12 (2)

q dla przetwornika bipolarnego (jak wiemy) obliczamy z (3 11) podstawiając napięcie nominalne zakresowe, które dla przetwornika bipolarnego wynosi U-{-U)°2U

Układ połączeń przedstawiony na rys 3 8 charkteryzuje się tym, że sieć rezystorów jest stale pod napięciem -U, ale gdy klucze są w położeniu „0", nic z tego nie przenosi się na wzmacniacz, bo prąd spływa do masy Taki sposób połączenia (rezystory stale „pod napięciem”t) jejt korzystny ze względów dokładnościowych (wyrównane nagrzanie prądem w czasie pracy¹) i te względów dynamicznych, bo skrócony jest czas stanów nieustalonych przy przełączeniach obwodów Nie można bowiem zapominać. Ze kaZdy element sieci rezystorów ma swoją pojemność w stosunku do masy (otoczenia) i takie pojemności musiałyby być ładowane i rozładowywane przy zamykaniu któregokolwiek klucza, gdyby kolejne gałęzie z rezystorami były przyłączane do i odłączane od źródła Przy połączeniach jak na schemacie przełączenia dokonywane są tylko na odpływie prądu z gałęzi pomiędzy masą a wejściem wzmacniacza, a więc potencjał rezystora praktycznie się nie zmienia, bo na wejściu wzmacniacza napięcie jest bliskie zeru (a więc bliskie masy) Nie trzeba więc czekać na zakończenie ładowania pojemności sprzężeń (bo stale są naładowane jednakowo). Skraca się ezas stanów nieustalonych, zwiększa się możliwa częstotliwość nastawień, a tym samym mogą być lepsze właściwości dynamiczne przetwornika

Technologicznie przetworniki c/a wykonuje się jako układy scalone Sposób charakteryzowania dokładności przetworników c/a w zastosowaniach pomiarowych, jako źródła cyfrowo sterowanego napięcia jest całkowicie inny niż dzielników napięcia realizujących lalka stopni podziału i stosowanych jako np dzielniki wejściowe przyrządów wielozakresowych Dla tych ostatnich zastosowań wystarczy podać jedną liczbę wyrażającą błąd dopuszczalny przekładni na dowolnym stopniu Taką liczbą może być liczba wyrażająca względny błąd dopuszczalny dzielnika (czyli błąd deklarowanego stosunku podziału) podany np w procentach lub w ppm-ach Do takich zastosowań dzielniki, gdy stanowią samodzielne przyrządy, wykonuje się o określonych, znormalizowanych błędach dopuszczalnych, np z szeregu ±0.05%, ±0 02%,±0 01%,    ±0.0001%. Mówi się

wówczas, że dzielniki są wykonane w klasie dokładności takiej a takiej, a symbolem (wskaźnikiem) danej klasy jest liczba wyrażająca błąd dopuszczalny po pominięciu „±" i „%” Tak więc np klasa (dokładności) o symbolu 0 0002 jest klasą dzielników, do której należą dzielniki o błędzie dopuszczalnym ±0 0002% (oczywiście dla prądu stałego) Takiego - uproszczonego - sposobu charakteryzowania dokładności me stosuje się z zasady do przetworników c/a Wyjątkiem mogą być mało dokładne przetworniki c/a (z zasady nie przeznaczone do pomiarów), charakteryzowane za pomocą jednej liczby wyrażającej błąd dopuszczalny, ale nawet wówczas me stosuje się do nich pojęcia „klasy dokładności" Przetworniki c/a przeznaczone do zastosowań pomiarowych charakteryzuje się w bardziej rozwinięty, złozony sposób

Sposób charakteryzowania dokładności przetworników c/a wynika z faktu. Ze przy jego użyciu oczekuje się napięcia na wyjściu o zadanej wartości wyrażonej w woltach, gdy na jego wejście doprowadza się kod liczby wyrażającej w jednostkach kwantyzacji wartość nominalną tego napięcia Z punktu widzenia miernictwa przetwornik c/a jest więc źródłem nastawialnego, skwantowanego napięcia wzorcowego, źródłem, w którym dla zadanej kodem liczby otrzymuje się odpowiadającą jej wartość napięcia wzorcowego. Gdyby był doskonały, to musiałaby - po pierwsze - zachodzić proporcjonalność między liczbą (wyrażoną kodem) a wartością napięcia na wyjściu, czyli - graficznie - powinna być zrealizowana liniowa zależność Linia ta - po drugie - powinna przechodzić przez początek układu współrzędnych, w którym na osi z odłożono wartości kodu, a na osi y wartości napięcia (na rys 3 9 wartość napięcia - dla przejrzystość - wyrażona jest nie w woltach, lecz w jednostkach kwantyzacji). Współczynnik nachylenia takiej linii prostej - po trzecie -powuuen odwzorowywać wartość jednostki kwantyzacji (konkretnie: tangens kąta nachylenia powinien odwzorowywać jednostkę kwantyzacji) i wartość nominalna jednooki kwantyzacji powinna być równa prawdziwej Niestety, taki stan jest osiągany w przybliżeniu.

Wyróżniamy więc charakterystykę nominalną (tzn założoną, postulowaną;, czasem nazywaną charakterystyką idealną (prosta „1" na rys 3.9), która wynika z danych nominalnych przetwornika Konkretniej, taka charakterystyka graficznie, jako linia prosta, przechodzi przez zero układu współrzędnych oraz punkt o współrzędnych l^N-\ (w kodzie binarnym naturalnym) i (U„-q), jest charakterystyką oczekiwaną ale merealizowalną, bo ani wykonanie układu, ani jego funkcjonowanie nigdy nie jest doskonałe Taka charakterystyka istnieje tylko w naszej wyobraźni W naszym przykładzie (rys. 3.9) realizowalna wartość kodu np. 7 dla przetwornika 3-bitowego odpowiada wartości napięcia lq. Z rysunku widać. Ze tangens kąta nachylenia prostej jest stosunkiem tych wartości i odwzorowuje nominalną jednostkę kwantyzacji. Kiedy jednak wg (3.11) liczymy z nominalnych danych nominalną wartość jednostki kwantyzacji q„ to wyznaczamy w prostokątnym układzie współrzędnych tez punkt o współrzędnych x=i (wartość kodu dla nominalnego zakresu, w naszym przykładzie 8) i y = U„ (nominalne napięcie zakresowe), któiy leży na nominalnej charakterystyce przetwornika, ale punkt ten jest fizycznie merealizowalny (brak go na rys 3 9).

Ryl.}. 9. Rozwinięta charakterystyka dokladnościowa przetwornika c/a na przykładzie przetwornika 3-bitowego; 1- charakterystyka nominalna (liniowa); 2 - charakterystyka rzeczywista (realna, krzywa łamana); 3 - charakterystyka liniowa doświadczalna (wyzerowana). Inne objaśnienia w tekście

Z dokładnych pomiarów otrzymujemy charakterystykę rzeczywistą (realną, charakterystykę taką przedstawia na rys. 3.9 krzywa łamana „2"), której punkty układać się będą w pobliżu charakterystyki nominalnej. Charakterystyki nominalna i rzeczywista mogą tak mało różnić się. Ze do pewnych zastosowań różnice mogą być ignorowane

Rozwinięta charakterystyka dokładnośdowa przetwornika c/a ujmuje, dla każdej wartości kodu, możliwą rozbieżność pomiędzy linią prostą charakterystyki nominalnej a charakterystyką rzeczywistą (krzywą łamaną) Rozbieżność dla danego kodu jest błędem przetwornika dla tego kodu. Najbardziej uproszczona charakterystyka dokladnościowa 'Ze względów dydaktycznych na rys 3.9 charakterystyka rzeczywista jest karykaturalnie nieliniowa.

105