( 0) ( 1) U. Wyznaczenie błędów przesunięcia, wzmocnienia i nieliniowości przetwornika C/A ( ) ( )

Transkrypt

1 Wyzaczeie błędów przesuięcia, wzmocieia i ieliiowości przetworika C/A Celem ćwiczeia jest wyzaczeie błędów przesuięcia, wzmocieia i ieliiowości przetworika C/A. Zając wartości teoretycze (omiale) i rzeczywiste apięć wyjściowych przetworika w puktach krańcowych jego charakterystyki moŝa wyzaczyć błąd przesuięcia i wzmocieia co ilustruje rys.1. i zaleŝości (1-2). ( 2 1) ( 2 1) rzeczywista 2 1 ideala ( ) ( ) Rys.1. Porówaie rzeczywistej i idealej charakterystyki przetworika C/A. Błąd przesuięcia = ( ) ( ) [V ] (1) Błąd wzmocieia k = 1% [%] (2) gdzie: = 2 1 rzeczywisty zakres apięć wyjściowych przetworika C/A ( ) ( ) ( 1) ( ) 2 = omialy zakres apięć wyjściowych przetworika C/A 1

2 Błąd ieliiowości całkowej defiiujemy jako ajwiększą róŝicę między rzeczywistym i teoretyczym apięciem a wyjściu przetworika C/A: ( ) ( ) =, 1, 2 1 IL = max Κ (3), eoretycza wartość apięcia wyjściowego dla wartości wejściowej rówej wyosi: ( ) = ( ) + (4) 2 1 gdzie: - rozdzielczość przetworika C/A. atomiast błąd ieliiowości róŝiczkowej defiiujemy jako ajwiększą róŝicę między rzeczywistą i teoretyczą długością przedziału kwatowaia: DL = max LSB =, 1, Κ 2 1 (5), gdzie rzeczywista szerokość tego przedziału kwatowaia wyosi: a teoretycza jest rówa: ( + ) ( ) = 1 (6) LSB = 2 (7) 1 ( 2 + 1) j+2 j+1 j ( i + 2) ( i + 2 ) ( i + 1) ( i + 1 ) ( i) ( i) ( ) Rys.2. Ilustracja błędów ieliiowości całkowej i róŝiczkowej Literatura: 1. Praca zbiorowa pod red. P. H. Sydeham a: Podręczik metrologii. Podstawy teoretycze. om I. WKiŁ, Warszawa R.J. va de Plassche: Scaloe przetworiki aalogowo-cyfrowe i cyfrowo-aalogowe. WKiŁ, Warszawa

3 Imię i azwisko. Rok...Grupa.. Data: Wyzaczeie błędów przesuięcia, wzmocieia i ieliiowości przetworika C/A Sprawozdaie Staowisko pomiarowe przedstawioe a rys.3. składa się z komputera typu PC wyposaŝoego w kartę przetworika C/A oraz woltomierza dołączoego do aalogowego wyjścia tego przetworika. Zadaą cyfrową wartość wejściową dla przetworika C/A wprowadza się ręczie z klawiatury komputera wykorzystując do tego program: C:\ISP\CW1\IELICA.EXE. aleŝy pamiętać, Ŝe apięcie wyjściowe przetworika C/A odpowiada wartości cyfrowej wyświetloej duŝymi białymi cyframi po prawej stroie ekrau. PC 1 12 C A V Dae przetworika C/A: Rozdzielczość: = 12 bitów ( 2 1 = 495) omialy zakres apięć wyjściowych: = -9 V, ( ) ( 2 1) = 9 V Rys.3. Schemat staowiska pomiarowego A) Wyzaczeie błędów przesuięcia i wzmocieia Pomiar skrajych puktów charakterystyki: ( ) [V] ( 2 1) [V] Błąd przesuięcia = ( ) ( ) =. [V] Błąd wzmocieia k = 1% [%] =..[ %] B) Wyzaczeie błędu ieliiowości całkowej Ze względu a ograiczoą ilość czasu, pomiaru błędu ieliiowości całkowej dokoujemy jedyie w wybraych - podaych w tabeli - puktach charakterystyki. astępie według zaleŝości (4) obliczmy wartości apięć dla przetworika teoretyczie liiowego ( ) oraz błąd ieliiowości całkowej w kaŝdym badaym pukcie. Z otrzymaych wartości aleŝy wybrać ajwiększą zgodie z wzorem (3) i zapisać jako błąd IL. a podstawie tabeli sporządzić wykres = f. zmieości ieliiowości całkowej: ( ) ( ) ( ) 3

4 ( ) [V] ( ) [V] ( ) ( ) [V] ( ) ( ) IL = max =.. [V] ()-() [V],5,4,3,2,1 -,1 -,2 -,3 -,4 -, Charakterystyka ieliiowości całkowej 4

5 C) Wyzaczeie błędu ieliiowości róŝiczkowej Podobie jak w podpukcie B, pomiaru błędu ieliiowości róŝiczkowej dokoujemy jedyie w wybraych - podaych w tabeli - puktach charakterystyki. astępie według zaleŝości (6) obliczamy szerokości poszczególych przedziałów kwatowaia oraz ieliiowość róŝiczkową w kaŝdym badaym pukcie. Z otrzymaych wartości aleŝy wybrać ajwiększą zgodie z wzorem (5) i zapisać jako błąd DL. a podstawie tabeli sporządzić wykres zmieości ieliiowości LSB = f. róŝiczkowej: ( ) LSB = 2 = [mv] 1 ( ) [mv] ( ) [mv] LSB [mv] DL = max LSB =.. [mv] 5

6 ( - LSB) [mv],6,5,4,3,2,1 -,1 -,2 -,3 -,4 -,5 -, Charakterystyka ieliiowości róŝiczkowej Przykładowe obliczeia i wioski: 6