IMG�21 (2)

w ten sposób przeszliśmy od błędu wartości (napięcia) do błędu wielkości (napięcia) W przetworniku a/c fizycznie są porównywane wielkości napięcia jeżeli wielkość wzorcowa jest za duża (błąd wielkości dodatni), to kompensacja nastąpi przy większym napięciu, a wskazanie pozostanie takie, jakby wielkość napięcia była właściwa, więc wskazanie będzie za małe (błąd wskazania będzie ujemny). Tak więc dla kodu np. o wartości 3 przetwornika c/a (rys d) napięcie wystawiane przez przetwornik c/a jest większe niż powinno być (błąd wielkości dodatni), więc odpowiadający mu „schodek" charakterystyki przetwornika a/c przesuwa się w kierunku większego napięcia w stosunku do jego położenia nominalnego (rys a) Kod odpowiadający temu „schodkowi" pozostanie len sam (Oli), czyli liczba przypisana wg charakterystyki nominalnej będzie za mała, błąd wskazania będzie ujemny (czyli błąd przetwornika c/a, zastosowanego jako źródła napięcia wzorcowego w przetworniku a/c. przeniósł się na jego wskazania bez zmiany znaku). Na wykresie charakterystyki rzeczywistej (na rys c krzywa schodkowa oznaczona przez „3”) widać, jak w ten sam sposób przesuwają się „schodki" poziomo odpowiednio do wielkości błędu napięcia w przetworniku c/a, w danym przypadku błędu napięcia wynikającego z nieliniowości użytego przetwornika c/a Celowo na wykresie charakterystyki rzeczywistej przetwornika a/c pozostawiono „pionowe kreski” w miejscach, w których były na charakterystyce nominalnej (rys. a). Kreski te na charakterystyce nominalnej odpowiadały punktom komutacji kodów (zmianie wartości kodu o jeden) Dzięki pozostawionym „kreskom” łatwiej dostrzec, jak przesuwają się schodki charakterystyki rzeczywistej w stosunku do charakterystyki nominalną

Zauważmy, Ze stopnie schodków mają jednakową długość i taką samą jak w charakterystyce nominalną, są jedynie po przesuwane wzdłuz osi wartości napięcia One „trzymają się” odpowiadających im wartości napięcia zastosowanego przetwornika c/a Gdyby środki poszczególnych stopni krzywej schodkową próbować połączyć linią, to musiałaby to być Unia łamana (nie narysowana na rys 3 I2c ze względu na czytelność rysunku), której przebieg odwzorowywałby graficznie nieliniowość charakterystyki rzeczywistej przetwornika a/c. Ta nieliniowość jest identyczna z nieliniowością całkową zastosowanego przetwornika c/a.

W naszej przykładowej charakterystyce rzeczywistej przetwornika a/c schodki odpowiadające kodom o wartości 3 i 4 nachodzą na siebie, co znaczy, że dla napięcia U, z pewnego przedziału mogą być przyporządkowane dwie wartości kodu różniące się o jednostkę. a więc przyporządkowanie jest niejednoznaczne Jest to skutek memonotoniczności zastosowanego przetwornika c/a, czyli przekroczenia określonej wartości błędu liniowości różniczkowej. Układ cyfrowego sterowania w kompensacyjnym przetworniku sekwencyjnym może z tego powodu dla pewnych wielkości napięcia U, „zakałapućkać się" Możliwość wystąpienia takiego zjawiska sprawia, że wprowadzane jest - jak wiemy - pojęcie błędu liniowości różniczkowej dla przetworników c/a i ze względu na tę właściwość przetwornik c/a jest badany i charakteryzowany. Natomiast pojęcie błędu liniowości różniczkową me jest potrzebne do charakteryzowania dokładności przetworników a/c, bo z danych o tym błędzie użytkownik przetwornika a/c me ma potrzeby korzystać. Użytkownikowi wystarczy jedna charakterystyka nieliniowości - rozkład błędu liniowości (całkowej) Nawet dodatkowa specyfikacja tego błędu jako „całkowy” me jest konieczna dla przetworników a/c. bo jego nazwa „błąd liniowości" rozumiana w tradycyjnym sensie byłaby jednoznaczna

W charakterystyce rzeczywistej przykładowego przetwornika a/c na rys. 3 12c (krzywa schodkowa „)') uwzględniono również istnienie błędu zera i błędu tkali przetwornika c/a rozpatrywanego w przykładzie na su 109. którego charakterystykę przedstawiono na rys 3 9 Zauważymy, że w tablicy na str 110 w kolumnie 9 wypadkowe poprawki dla kodu o wartości większej od 3 są ujemne, oznacza to, że napięcie wyjściowe przetwornika c/a jest taktycznie mniejsze niż przypisywana napięciu wartość, dlatego w przetworniku a/c nastąpi komutacja kodu przy napięciu U, mniejszym niż wynikałoby z charakterystyki nomi-nalncj. a to na wykresie oznacza przesuwanie sit tchodkOw charakterystyki w kierunku mniejszych wsrtotci U,. Powstanie Mad wskazania przetwornika a/c dodatni W tej u mej kolumnie 9 tablicy dla kodAw mniejszych nil 4 wypadkowe poprawki sa dodatnie, to znaczy, te faktyczne napięcie przetwornika c/a jest większe nit przypisywana mu wartotó Dlatego ■ dla łych kodAw • pr/etwonuk a/c osiągnie stan kompensacji (nastąpi komutacja kodu) przy odpowiednio większym napięciu l/„ nit wynikałoby z charakterystyki nominalnej Oznacza to na wykresie przesuwanie nę schodkAw w kierunku większej wartoici napięcia U, Wrażania będą charakteryzować się Mędem ujemnym Taluc wialnie przemieszczanie się schodkAw pokazano na wykresie przykładowej charakterystyki rzeczywistej przetwornika a/c.

Zapewne już postrzegamy, Ze do charakteryzowania dokładności przetwornika a/c za pomocą składowych błędu nie trzeba tworzyć nowych pojęć, a można przenieść pojęcia i schemat postępowania poznany przy charakteryzowaniu przetwornika c/a (ignorując o-czywiście pojęcie błędu liniowości różniczkowej) W przetworniku a/c występuje jednak właściwa mu specyfika - nieznany błąd kwantowania, tj niejednoznaczność pomiędzy wskazaniem (wartością kodu - L) a napięciem (U,) przyłożonym na wejście przetwornika, niejednoznaczność prezentowana na wykresie jako „szerokość schodka" Przyjmuje się, Ze odcięta środka „szerokości schodka" odpowiada nominalnej wartości napięcia dla danej wartości kodu L_t. charakterystyki nominalnej W ten sam sposób określa się położenie „schodka" dla charakterystyki rzeczywistej wskazując położenie środka Można tę wartość wyznaczyć doświadczalnie zmieniając płynnie w górę i w dół napięcie (U.) i rejestrując dolną wartość Uj, tego napięcia, przy której pojawia się kod Z.*,/ oraz górną wartość Ujt, przy której kod zwiększa się o jeden na Ltn. Średnia z tych wartości jest napięciem „środka” (3.19) dla kodu /.*

(3 19)

,, _t/2>+</'/> ^Um —2—

Prowadząc limę prostą przez punkt o odciętej U, (przesunięcie zera) i środek „schodka" dla kodu o wartości Z.=2^N—1 otrzymujemy limę, która jest aproksymacją liniową charakterystyki rzeczywistej (prosta kropkowana „4” na rys 3 12c) i jest prostą odniesienia do wyrażenia rozbieżności pomiędzy charakterystyką nominalną a charakterystyką rzeczywistą Tę rozbieżność wyraża się za pomocą takich samych wielkości jak dla przetwornika c/a, tj za pomocą błędu zera (3 12), błędu skali (3.15). błędu liniowości (całkowej - 3 16) Wszystkie te składowe są tak samo zdefiniowane i liczone jak dla przetwornika c/a, z tym że napięcie dla danej wartości kodu rozumiemy jako napięcie wyznaczone z (3.19) Na przykład błąd względny skali wyrażać będzie rozbieżność pomiędzy nachyleniem charakterystyki liniowej nominalnej „I” a nachyleniem linii „4" (aproksymacja liniowa charakte-rystki rzeczywistej, rys 3.12c) Wartość wszystkich składowych błędu dla ka2dego wskazania będzie najpełniejszą charakterystyką dokładnościową, jaką otrzymuje się np w wyniku badań. Takie badania (lub nieco uproszczone) są wykonywane dla wszystkich wytwarzanych przetworników.

Użytkownikowi podaje się wartości dopuszczalne każdej składowej, powstałe w wyniku uogólnienia wyników badań na wszystkie przetworniki danej produkcji (danej kategorii). Można powiedzieć, że przetwornik a/c zakwalifikowany do danej kategoru ma ewentualne, faktyczne składowe błędów nie większe od wartości dopuszczalnych (wyselekcjonowane przetworniki wytworzone przez renomowanych wytwórców mają te błędy znacznie mniejsze) Dalsze uproszczenie charakterystyki dokladnościowej - stosowane do charakteryzowania przetworników mało dokładnych - polega na podaniu tytko wartości dopuszczalnego błędu przetwornika, którego wartość wyznacza się uwzględniając wszystkie składowe łącznie; wypadkowy błąd przetwornika nie przekracza podanej wartości dopuszczalnej.

123