POLITECHNIKA WROCŁAWSKA INSTYTUT METROLOGII ELEKTRYCZNEJ |
Sprawozdanie z ćwiczenia nr 3 |
|
Daniel Łuba |
Temat: Przetworniki cyfrowo - analogowe; pomiary właściwości; aplikacje pomiarowe.
|
|
Wydział Elektroniki Rok II |
Data:1.10.1997. |
Ocena: |
1. Opis ćwiczenia.
Celem doświadczenia jest przedstawienie istoty pracy przetwornika C/A, źródeł błędów przetwarzania, sposobu definiowania i pomiaru parametrów przetworników C/A oraz zaprezentowanie przykładowych zastosowań przetworników w sprzęcie elektronicznym. W naszym ćwiczeniu mieliśmy do czynienia z przetwornikiem 10 bitowym o rozdzielczości 1 bitu: zmiana bitu powodowała najmniejszy skok napięcia wyjściowego o 0,01 V. Był to przetwornik bipolarny, tj. taki na wyjściu którego można uzyskać zarówno wartości ujemne jak i dodatnie. Zakres przetwarzania wynosił 10,23 V, tj. od 5,12 V do -5,11 V. Nastawę można w tym przetworniku wybrać bądź za pomocą przycisków z których każdy odpowiedzialny jest za jeden bit, bądź też za pomocą komputera. Istnieje też możliwość ustawienia za pomocą pojedynczego przycisku wartości 0 dla wszystkich bitów.
Wyniki.
Pomiar dokładności przetwarzania przetwornika.
Ustalałem za pomocą pojedynczych bitów wartość napięcia wyjściowego, które mierzyłem miernikiem cyfrowym, którego wskazania uznawałem za dokładne.
Uzm wynosiło w naszych pomiarach U=5,12-0,01(A9*2^9+..........+A1*2^1+A0*2^0) [V]
Nie zaobserwowałem żadnego błędu. Miernik mierzył z dokładnością 4 miejsc po przecinku, a rozdzielczość przetwornika wynosiła 0,01 V, w związku z tym po zaokrągleniu wyników pomiarów uzyskanych za pomocą miernika nie zaobserwowałem żadnych błędów (oczywiście w granicach rozdzielczości przetwornika C/A).
W związku z powyższym nie można wyznaczyć zależności analitycznej pozwalającej na obliczenie dokładności przetwarzania dla dowolnej nastawy przetwornika.
Charakterystyka przetwornika zgadzała się z charakterystyką nominalną.
Dla potwierdzenia tego dokonałem jeszcze serii pomiarów w których badałem nie pojedyncze bity ale całe zestawienie bitów (losowe):
Potwierdziło to tezę, że błąd przetwornika jest równy 0.
Dokonałem też pomiaru wpływu zmian napięcia zasilającego przetwornik na dokładność przetwarzania. Zmieniałem mianowicie napięcie zasilania o +-10%, zarówno dla napięcia +12 jak i -12V
Z pomiarów tych wynika, że również zmiana napięcia zasilania nie powoduje zmiany dokładności przetwarzania.
3. Wnioski.
Za pomocą przetwornika C/A można zrealizować przyrząd do pomiaru napięcia. Wykorzystujemy tu kompensacyjną metodę pomiaru napięcia za pomocą przetwornika analogowo - cyfrowego. Do tego celu wykorzystuje się komputer zmieniający nastawę poszczególnych bitów. Wytwarza się za pomocą zewnętrznego źródła napięcie kompensujące Uk, różniące się od napięcia wejściowego Ux nie więcej niż o ziarno przetwornika C/A. Wytwarzanie nadzoruje właśnie procesor zewnętrzny (komputer). Parametrem istotnym jest zakres przetwarzania przetwornika.
Z przeprowadzonych pomiarów wynika, że charakterystyka współczesnych przetworników C/A jest zgodna z danymi podawanymi przez producenta. Nie zanotowałem żadnego błędu. Wszystkie wartości zmierzone były zgodne z oczekiwanymi. Wynika z tego, że obecnie można skonstruować przetwornik C/A o strukturze tak dobranej, by pracował bez błędu (w granicach rozdzielczości nastawy).