51094 IMG�01 (2)

do liczby zadartej w rejestrze przyrostu fazy. 14 najwyższych bitów lego kodu me zmieniłoby się nigdy, gdyfey zawartość przyrostu fazy wynosiła zero kolejno wyprowadzony adres byłby ten sam Na wyjściu generatora mielibyśmy napięcie stałe Adresy me zmieniają się również ale tylko prze/ czas. w którym dodawanie przyrosła fazy wywołuje zmiany na pozycjach niższych niż 14 nąjwyżazych pozycji kodu Wów> r»« id aa wyjściu akumulatora fazy będzie wystawiany ten sam adres i przesyłany do pamięci RAM, ale ąylko przez okicilony ^fTłt W kolejnych krokach przez len czas na wyjściu przetwornika c/a otrzymywać będziemy me/nuenne napięcie Im liczba w rejestrze fazy będzie większa, tym krótszy będzie czas między kolejnymi zmianami adresu, a więc od wartości liczby zakodowanej w rejestrze przyrostu fazy zaklęć będzie, po ihi (aktach generatora wzorcowego /mieni się adres RAM. np o jedynkę lub ile komórek pamięci będzie „przeskoczonych" w każdym takcie, czyli ostatecznie jaka będzie generowana sekwencja adresów

RAM i w jakim tempie będą się zmieniać Gdyby np do rejestru przyrostu fiszy była wpisana jedynka. to po każdych 2^mmt^2³⁴ taktach realizowanych z częstotliwością 40«10*Hz (czyli po każdych 107.4 s) na pozycjach adresowych kodu adres zmieniłby się o jeden, a na „przemieccnie" 16 OOO adresów (punktów przebiegu) potrzebny byłby czas 477 godzin Mógłby być wówczas generowany sygnał o częstotliwości ok 06 pHz. Gdyby do rejestru przyrostu fazy wpisać np 2^U. to adres zmieniałby się o jeden na każdy takt aegara (czyli mielibyśmy ju/ rozpatrywany wyżej sygnał o częstotliwości 2 5kHz) Gdyby np wpisać 2^ł\ to wybieram byłby co drugi adres i wygenerowany zostałby przebieg o częstotliwości 5000 Hz Tak więc rejestr przyrostu fazy o 48 bitach zapewnia możliwość nastawienia częstotliwości generowanego przebiegu z rozróżnialnaścią lepszą niż udostępniona (lOpHz) użytkownikowi generatora. Przy generowaniu sygnału o częstotliwości 15 MHz (górna granica zakresu częstotliwości przykładowego syntezęra) przypadnie na jeden okres mniej niż trzy punkty (trzy adresy z 16 000) generowanego przebiegu, gdy generator wzorcowy ma częstotliwość 40 MHz

Udział harmonicznych jest najmniejszy’¹ (dla danej częstotliwości generowanego sygnału), gdy cały zakres przetwornika c/a jest użyty do wygenerowania napięcia odpowiadającego amplitudzie danego sygnału (pełne wykorzystanie rozdzielczości przetwornika, w danym przykładzie dwunastobitowego), bo wówczas udział jednego kwantu w generowanej amplitudzie jest najmniejszy. Z tego względu wykorzystywany jest zawsze pełny zakres przetwornika c/a. natomiast nastawianie potrzebnej amplitudy generowanego sygnału uzyskuje się przy użyciu wzmacniacza o nastawiałnym wzmocnieniu albo przy użyciu nastawnego dzielnika napięcia (tłumika).

Jest jeszcze jedno zjawisko właściwe syntezerowi i naruszające jakość generowanego sygnału, zjawisko wywołane dyskretyzacją fazy Zjawiskiem tym jest drżenie fazy (angielskie jitter) generowanych okresowych sygnałów. W procesie dyskretyzacji fazy (czasu) między ostatnim punktem danego okresu generowanego sygnału a pierwszym punktem następnego okresu me musi być zachowana przyjęta, ta sama zmiana fazy. przyjęta do syntezy sygnału, a tym samym może być naruszona stałość fazy punktów dyskretyzacji obserwowana na tle kolejnego okresu Przyczyną zjawiska jest mewspółmierność pomiędzy krokiem dyskretyzacji a okresem generowanego sygnału. Pierwszy punkt kolejnego okresu generowanej krzywej zmienia losowo swoje położenie fazowe w danym okresie w stosunku do pierwszego punktu w poprzednim okresie, bo ostatni w tym poprzednim „me trafił w koniec" Tak więc w kolejnym okresie wszystkie punkty przebiegu losowo zmieniają fazę w stosunku do lej, która powinna być. gdyby miała być ściśle zachowana okresowość przebiegu. Zjawisko to nazywane jest ..ścinaniem fazy” Obserwowałny skutek występujący z tego powodu polega na tym, że kolejne - odpowiadające okresom - przejścia przez zero nic są rozmieszczone w równych odstępach czasu i zmieniają położenie losowo od okresu do okresu, tak jakby faza początkowa kolejnego okresu była modulowana (losowo). Powstaje szum fazowy, który nie przekracza -20 Ig m (dBc). gdzie m jest liczbą punktów dyskretyzacji przypadających na okres generowanego sygnału

3.2.3. Wzmacnianie pomiarowe napięcia i natężenia prądu

W układach elektronicznych, w których realizuje się mierzenie napięcia, korzystne jest stosowanie napięcia możliwie dużego ze względu na dokładność procesu porównywania Nie przekracza się zwykle napięcia 20V. Z tego względu optymalnym użytkowym zakresem pomiarowym (uwzględniającym dziesiętny system liczenia) elektronicznych cyfrowych przyrządów do pomiaru napięcia jest napięcie ±10V Zakresy w szeregu dziesiętnym IV, 0 IV lub mniejsze realizuje się stosując wejściowe wzmacniacze pomiarowe na-‘Dla 12-biiowcgo przetwornika powstający szum kwantyzacji (szum harmonicznych) wynosi teoretyczme-74 dBc W sytezerze jest z zasady większy, bo liczba różnych próbek napięcia („wystawianych różnych kodów" na wejście c/a) przypadająca na okres generowanego sygnału jest mniejsza od maksymalnej W naszym przykładzie ma to miejsce, gdy częstotliwość generowanego sygnału jest większa od 2.5 kHz.

pięcia, tzw wzmacniacze skalujące. Ponadto wzmacnianie pomiarowe jest potrzebne do urzeczywistnienia funkcji pomiarowych (np. dopasowanie poziomu napięć) w elektronicznych układach pomiarowych. W wymienionych zastosowaniach wzmacniacz jest ogniwem konstrukcyjnym (specyficznym przetwornikiem pomiarowym) w łańcuchu pomiarowym przyrządu. Oprócz wzmacniaczy do tych konstrukcyjnych zastosowań są budowane i oferowane wzmacniacze pomiarowe napięcia jako samodzielne przyrządy do zastosowań sytuacyjnych w doraźnie tworzonych układach pomiarowych. Wzmacniacze mogą równocześnie realizować również funkcję separacji obwodów, dzięki czemu można sprząc pomiarowe układy elektryczne o nie wyrównanych i nie dających się wyrównać potencjałach Przy pomiarach natężenia prądu potrzebne są tzw. wzmacniacze pomiarowe (natężenia) prądu, układy nazywane bocznikami, zapewniające odwzorowanie natężenia prądu na napięcie, jak też wzmacniacze odwzorowujące napięcie na natężenie prądu (tzw. wzmacniacze transkonduktancyjne). Do specjalnych zastosowań pomiarowych buduje się wzmacniacze pomiarowe o skrajnie dużej rezystancji wejściowej, zwane wzmacniaczami elektrometrycznymi

W konstrukcji przyrządów pomiarowych używa się wzmacniaczy do analogowej realizacji różnych funkcji matematycznych, czyli analogowych operacji matematycznych na takich wielkościach, jak napięcie czy prąd (np. sumowanie, logarytmowanie, całkowanie, itp.) Wzmacniacze takie, służące celom „operacyjnym", nazywane są wzmacniaczami operacyjnymi Dokładność operacji (matematycznych) realizowanych przy użyciu takich wzmacniaczy jest oczywiście zależna od dokładności wzmacniania, ale dokładność mierzenia zależy od dokładności realizowanych operacji i tylko pośrednio od wzmacniacza. Wzmacniacze operacyjne nie mogą być w pojedynkę dobrymi wzmacniaczami pomiarowymi, tak jak wzmacniacze pomiarowe nie nadają się do zastosowań operacyjnych.

Wzmacniacze pomiarowe są wzmacniaczami różnicowymi, najczęściej prądu stałego¹, szerokopasmowymi, są złożonymi układami wzmacniaczy operacyjnych, których najważniejszą cechą jest dokładność wzmocnienia Wzmacniacz operacyjny użyty „w pojedynkę" z zasady nie zapewnia odpowiedniej dokładności, natomiast wyspecjalizowany układ wzmacniacza pomiarowego może zapewnić dokładność praktycznie każdą, która jest potrzebna w technice pomiarowej Oznacza to, że dokładność wzmacniaczy pomiarowych stosowanych w przyrządach elektronicznych pomiaru napięcia nie musi być istotną barierą ograniczającą dokładność Wszystkie zjawiska naruszające dokładność wzmacniacza pomiarowego da się dostatecznie zminimalizować, oczywiście nie w skrajnych okolicznościach, np przy dużym wzmocnieniu lub w dużym paśmie częstotliwości

Przez dokładność wzmacniacza pomiarowego rozumie się jego zdolność realizowania zadanego wzmocnienia A (rys.3.3) różnicy potencjałów doprowadzonej na jego wejście i tylko tej różnicy, tj realizacji wzmocnienia A o takiej wartości, która pokrywa się z wartością nominalną wzmocnienia (A„). Taki stan może być osiągalny, gdy wzmacniana jest tylko różnica (nie ma wpływu wielkość odejmowanych napięć), wzmocnienie nie zmienia się w czasie i nie zmienia się pod wpływem zewnętrznych warunków fizycznych (np temperatury, napięcia zasilania), nie zmienia się w funkcji wielkości wzmacnianej różnicy napięć (mówi się wówczas o liniowości wzmacniacza), ani w funkcji częstotliwości napięcia wzmacnianego (wzmacniacz ma możliwie duże pasmo częstotliwości przenoszonej). Wzmacniacz jest dokładnie różnicowy, jeżeli z dowolnie dużego napięcia wspólnego U_e na wejściu nic nie przenosi się na wyjście wzmacniacza pomiarowego (mówi się, ze dla dowolnego U_t wzmocnienie powinno wynosić zero). Konieczne jest, żeby zerowej różnicy

87

1

Wzmacniacz prądu stałego oznacza. że wzmacniacz może wzmacniać napięcie prądu stałego ale też prądu zmiennego w odpowiednim paśmie częstotliwości. Konstrukcyjnie może być zbudowany w układzie wzmacniacza prądu zmiennego i wówczas mówi się, że jest wzmacniaczem z przetwarzaniem (w domyśle • prądu stałego na zmienny i po wzmocnieniu - z powrotem zmiennego na stały).