Przetwarzanie A/C i C/A

Podobne dokumenty
Przetwarzanie AC i CA

Ćw. 7 Przetworniki A/C i C/A

ĆWICZENIE nr 3. Badanie podstawowych parametrów metrologicznych przetworników analogowo-cyfrowych

Parametryzacja przetworników analogowocyfrowych

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa

Przetworniki AC i CA

Ćwiczenie 5. Pomiary parametrów sygnałów napięciowych. Program ćwiczenia:

Sposoby opisu i modelowania zakłóceń kanałowych

PAŃSTWOWA WYŻSZA SZKOŁA ZAWODOWA W TARNOWIE INSTYTUT POLITECHNICZNY LABORATORIUM METROLOGII

Ćwiczenie 21. Badanie właściwości dynamicznych obiektów II rzędu. Zakres wymaganych wiadomości do kolokwium wstępnego: Program ćwiczenia:

Badanie właściwości multipleksera analogowego

Interfejsy komunikacyjne pomiary sygnałów losowych i pseudolosowych. Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa

Przetworniki cyfrowo-analogowe C-A CELE ĆWICZEŃ PODSTAWY TEORETYCZNE

WZMACNIACZ OPERACYJNY

Ćwiczenie 23. Cyfrowe pomiary czasu i częstotliwości.

Uśrednianie napięć zakłóconych

Ćwiczenie 23. Cyfrowe pomiary czasu i częstotliwości.

BADANIE ELEMENTÓW RLC

ĆWICZENIE LABORATORYJNE. TEMAT: Badanie liniowych układów ze wzmacniaczem operacyjnym (2h)

ZAKŁAD SYSTEMÓW ELEKTRONICZNYCH I TELEKOMUNIKACYJNYCH Laboratorium Podstaw Telekomunikacji WPŁYW SZUMÓW NA TRANSMISJĘ CYFROWĄ

ĆWICZENIE LABORATORYJNE. TEMAT: Badanie wzmacniacza różnicowego i określenie parametrów wzmacniacza operacyjnego

Pomiar podstawowych parametrów liniowych układów scalonych

Ćwiczenie 2. Waga elektroniczna. Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego

Laboratorium Przyrządów Półprzewodnikowych Laboratorium 1

Badanie właściwości dynamicznych obiektów I rzędu i korekcja dynamiczna

Ćwiczenie 4: Próbkowanie sygnałów

WZMACNIACZ ODWRACAJĄCY.

Ćwiczenie 11. Podstawy akwizycji i cyfrowego przetwarzania sygnałów. Program ćwiczenia:

Wyznaczanie prędkości dźwięku w powietrzu

SPECYFIKACJA PRZETWORNIK RÓŻNICY CIŚNIEŃ

Ćwiczenie 2 Mostek pojemnościowy Ćwiczenie wraz z instrukcją i konspektem opracowali P.Wisniowski, M.Dąbek

TRANZYSTORY BIPOLARNE

Ćwiczenie 9. Mostki prądu stałego. Program ćwiczenia:

1 Źródła i detektory. I. Badanie charakterystyki spektralnej nietermicznych źródeł promieniowania elektromagnetycznego

Ćwiczenie 12 Przetworniki analogowo-cyfrowe i cyfrowo-analogowe budowa i zastosowanie.

WZMACNIACZ NAPIĘCIOWY RC

Zakres wymaganych wiadomości do testów z przedmiotu Metrologia. Wprowadzenie do obsługi multimetrów analogowych i cyfrowych

1 Badanie aplikacji timera 555

Podstawowe funkcje przetwornika C/A

Pomiary napięć i prądów zmiennych

DIODY PÓŁPRZEWODNIKOWE

Przetworniki cyfrowo analogowe oraz analogowo - cyfrowe

Ćwiczenie - 9. Wzmacniacz operacyjny - zastosowanie nieliniowe

UKŁADY Z PĘTLĄ SPRZĘŻENIA FAZOWEGO (wkładki DA171A i DA171B) 1. OPIS TECHNICZNY UKŁADÓW BADANYCH

Ćwiczenie 2a. Pomiar napięcia z izolacją galwaniczną Doświadczalne badania charakterystyk układów pomiarowych CZUJNIKI POMIAROWE I ELEMENTY WYKONAWCZE

Ćwiczenie: "Mierniki cyfrowe"

BEZDOTYKOWY CZUJNIK ULTRADŹWIĘKOWY POŁOŻENIA LINIOWEGO

Ćwiczenie 4: Pomiar parametrów i charakterystyk wzmacniacza mocy małej częstotliwości REGIONALNE CENTRUM EDUKACJI ZAWODOWEJ W BIŁGORAJU

Laboratorum 4 Dioda półprzewodnikowa

Ćwiczenie 21 Temat: Komparatory ze wzmacniaczem operacyjnym. Przerzutnik Schmitta i komparator okienkowy Cel ćwiczenia

4. Schemat układu pomiarowego do badania przetwornika

SPECYFIKACJA PRZETWORNIK RÓŻNICY CIŚNIEŃ DPC250; DPC250-D; DPC4000; DPC4000-D

Laboratorium tekstroniki

Uniwersytet Pedagogiczny im. Komisji Edukacji Narodowej w Krakowie

Sprawozdanie z ćwiczenia na temat. Badanie dokładności multimetru cyfrowego dla funkcji pomiaru napięcia zmiennego

Własności dynamiczne przetworników pierwszego rzędu

Ćwiczenie 3: Pomiar parametrów przebiegów sinusoidalnych, prostokątnych i trójkątnych. REGIONALNE CENTRUM EDUKACJI ZAWODOWEJ W BIŁGORAJU

Struktury specjalizowane wykorzystywane w mikrokontrolerach

Katedra Metrologii i Systemów Diagnostycznych Laboratorium Metrologii II. 2013/14. Grupa: Nr. Ćwicz.

Ćwiczenie 14. Sprawdzanie przyrządów analogowych i cyfrowych. Program ćwiczenia:

Ćwiczenie 2. Waga elektroniczna. Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego

Badanie własności diód krzemowej, germanowej, oraz diody Zenera

ZŁĄCZOWE TRANZYSTORY POLOWE

ELEMENTY ELEKTRONICZNE

LABORATORIUM Sygnałów, Modulacji i Systemów ĆWICZENIE 2: Modulacje analogowe

Ćwiczenie 7 POMIARY CZĘSTOTLIWOŚCI I INTERWAŁU CZASU Opracowała: A. Szlachta

PRAWO OHMA DLA PRĄDU PRZEMIENNEGO. Instrukcja wykonawcza

Ćw. 1: Wprowadzenie do obsługi przyrządów pomiarowych

Badanie właściwości dynamicznych obiektów I rzędu i korekcja dynamiczna

Ćwiczenie - 8. Generatory

Rys. 1. Sposób podłączenia przetworników z płytką Nexys 4.

Tranzystor bipolarny LABORATORIUM 5 i 6

ĆWICZENIE LABORATORYJNE. TEMAT: Badanie generatorów sinusoidalnych (2h)

Badanie przetworników A/C i C/A

Przetworniki C/A. Ryszard J. Barczyński, 2016 Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego

LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI POMIAR PRZESUNIĘCIA FAZOWEGO

POMIAR CZĘSTOTLIWOŚCI I INTERWAŁU CZASU

WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA

Ćwiczenie 9. Mostki prądu stałego. Zakres wymaganych wiadomości do kolokwium wstępnego: Program ćwiczenia:

LABORATORIUM PODSTAW TELEKOMUNIKACJI

Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego

Politechnika Białostocka

TRANZYSTOROWY UKŁAD RÓŻNICOWY (DN 031A)

Podstawy budowy wirtualnych przyrządów pomiarowych

Systemy i architektura komputerów

Ćw. 8 Bramki logiczne

LABORATORIUM ELEKTRONIKA. I. Scalony, trzykońcówkowy stabilizator napięcia II. Odprowadzanie ciepła z elementów półprzewodnikowych

Technik elektronik 311[07] Zadanie praktyczne

Politechnika Gdańska WYDZIAŁ ELEKTRONIKI TELEKOMUNIKACJI I INFORMATYKI. Katedra Metrologii i Optoelektroniki. Metrologia. Ilustracje do wykładu

Bierne układy różniczkujące i całkujące typu RC

POLITECHNIKA WARSZAWSKA Wydział Elektryczny Instytut Elektroenergetyki Zakład Elektrowni i Gospodarki Elektroenergetycznej

STABILIZATORY NAPIĘCIA I PRĄDU STAŁEGO O DZIAŁANIU CIĄGŁYM Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych

POMIARY WYBRANYCH PARAMETRÓW TORU FONICZNEGO W PROCESORACH AUDIO

Modulatory PWM CELE ĆWICZEŃ PODSTAWY TEORETYCZNE

Statyczne badanie wzmacniacza operacyjnego - ćwiczenie 7

II. Badanie charakterystyki spektralnej źródła termicznego promieniowania elektromagnetycznego

Ćwiczenie 7 PARAMETRY MAŁOSYGNAŁOWE TRANZYSTORÓW BIPOLARNYCH

Wirtualne przyrządy kontrolno-pomiarowe

Wydział Elektryczny Katedra Telekomunikacji i Aparatury Elektronicznej

Transkrypt:

Przetwarzanie A/C i C/A Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego opracował: Łukasz Buczek 05.2015 Rev. 204.2018 (KS) 1

1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z przetwornikami: analogowo-cyfrowym A/C (ang. analog to digital A/D) i cyfrowo-analogowym C/A (ang. digital to analog D/A), wybranymi parametrami rzeczywistych przetworników oraz efektem aliasingu. 2. Opis badanego układu Schemat blokowy modelu dydaktycznego przedstawiono na rysunku poniżej: Model składa się z trzech bloków funkcjonalnych: Bloku 8 bitowego przetwornika analogowo-cyfrowego (analog to digital) - A/D. Bloku 8 bitowego przetwornika cyfrowo-analogowego (digital to analog) - D/A. Bloku wytwarzającego precyzyjnie regulowane napięcie stałe - REF. UWAGA! Proszę nie mylić napięcia wytwarzanego przez blok REF z napięciem referencyjnym przetworników! 2

Model dydaktyczny może pracować w trzech trybach: Tryb 1 W tym trybie aktywny jest 8 bitowy przetwornik analogowo-cyfrowy. Jego wybór jest dokonywany przyciskiem zlokalizowanym powyżej napisu A/D i potwierdzany zapaleniem się zielonej diody. W tym trybie przetwornik 8-bitowy dokonuje ciągłego pomiaru a wynik pomiaru w postaci cyfrowej prezentowany jest na wyświetlaczach 7- segmentowych. Wejście sygnału mierzonego doprowadzane jest do wejścia A/D IN. W tym trybie aktywne jest również precyzyjne regulowane źródło napięcia stałego. Napięcie to dostępne jest na wyjściu REF OUT a jego wartość może być zmieniana za pomocą przycisków + i -. Dłuższe przytrzymanie jednego z przycisków powoduje szybszą zmianę napięcia. Tryb 2 W tym trybie aktywny jest 8 bitowy przetwornik cyfrowo-analogowy. Jego wybór jest dokonywany przyciskiem zlokalizowanym powyżej napisu D/A i potwierdzany zapaleniem się zielonej diody. W tym trybie napięcie z wyjścia przetwornika dostępne jest na złączu D/A OUT a jego wartość może być regulowana za pomocą przycisków + i -. Aktualna cyfrowa wartość przetwarzana przez przetwornik prezentowana jest na wyświetlaczach 7-segmentowych. Tryb 3 W tym trybie aktywne są przetworniki analogowo-cyfrowy i cyfrowo-analogowy. Jego wybór jest dokonywany przez jednoczesne naciśniecie przycisków A/D i D/A i potwierdzany przez zapalenie się obydwu zielonych diod. W tym trybie przetwornik C/A sterowany jest sygnałem cyfrowym uzyskanym z wyjścia przetwornika A/C. Przyciski + i służą do zmiany częstotliwości taktowania przetworników, co wpływa na częstotliwość próbkowania. 3. Przygotowanie do ćwiczenia 1. Zaplanować sposób połączenia poszczególnych bloków oraz multimetru Agilent U3401, który będzie wykorzystywany do pomiarów parametrów przetworników A/C i C/A. 2. Zaplanować sposób dołączenia do badanych przetworników generatora Rigol DG1022 oraz oscyloskopu Tektronix TBS1154 w celu obserwacji rezultatów przetwarzania sygnału analogowego na postać cyfrową oraz jego rekonstrukcji (Tryb 3). W tym trybie przetworniki A/C i C/A są wewnętrznie połączone na płytce modelowej. 3

3. Wyznaczyć teoretyczną wartość odpowiadającą 1 LSB dla przetwornika A/C zakładając rozdzielczość 8 bitów oraz napięcie referencyjne równe 5 V. 4. Wyznaczyć teoretyczną wartość odpowiadającą 1 LSB dla przetwornika C/A zakładając rozdzielczość 8 bitów oraz napięcie referencyjne równe 4.096 V. 5. Zapoznać się z definicjami oraz znaczeniem podstawowych błędów przetworników: błędu zera, błędu wzmocnienia, nieliniowości całkowej (INL) oraz nieliniowości różniczkowej (DNL). Przemyśleć sposób wyznaczenia tych błędów mając do dyspozycji jedynie fragment zmierzonej charakterystyki przetwarzania. 6. Przygotować wzory potrzebne do wyznaczenia współczynników (metodą najmniejszych kwadratów) opisujących prostą niezbędną do wyznaczenia błędów wzmocnienia i offsetu. 7. Zapoznać się ze zjawiskiem aliasingu oraz znaczeniem pojęć częstotliwość próbkowania i częstotliwość Nyquista. W jakich warunkach zjawisko aliasingu może wystąpić podczas pomiarów oscyloskopem cyfrowym? 8. Z instrukcji multimetru odczytać i zanotować niepewność pomiaru związaną z pomiarem napięcia stałego. Umieć objaśnić znaczenie tych parametrów. 4. Plan ćwiczenia 1. Pomiary przetwornika A/C Tryb 1 a. Zestawić stanowisko do pomiarów parametrów przetwornika zgodnie z przygotowanym schematem blokowym. b. Zmierzyć szerokość schodka przetwornika oraz porównać tą wartość z wartością wyznaczoną teoretycznie. c. Zebrać niezbędne dane pomiarowe do wykreślenia charakterystyki INL d. Zebrać niezbędne dane pomiarowe do wykreślenia charakterystyki DNL e. Zebrać niezbędne dane pomiarowe do wyznaczenia błędu offsetu f. Zebrać niezbędne dane pomiarowe do wyznaczenia błędu wzmocnienia 2. Pomiary przetwornika C/A Tryb 2 a. Zestawić stanowisko do pomiarów parametrów przetwornika zgodnie z przygotowanym schematem blokowym. 4

b. Zmierzyć wysokość schodka przetwornika oraz porównać tą wartość z wartością wyznaczoną teoretycznie. c. Zebrać niezbędne dane pomiarowe do wykreślenia charakterystyki INL w zakresie podanym przez prowadzącego. d. Zebrać niezbędne dane pomiarowe do wykreślenia charakterystyki DNL e. Zebrać niezbędne dane pomiarowe do wyznaczenia błędu offsetu f. Zebrać niezbędne dane pomiarowe do wyznaczenia błędu wzmocnienia 3. System przetwarzania składający się z przetwornika A/C i C/A Tryb 3 a. Zestawić stanowisko od obserwacji oraz pomiarów prostego systemu składającego się z przetwornika A/C i C/A. Do wejścia A/D IN doprowadzić z generatora sygnał sinusoidalny, którego wartość chwilowa mieści się w przedziale od 1 V do 4 V, a jego częstotliwość wynosi 10 Hz. Wyjście D/A OUT podłączyć do oscyloskopu za pomocą przewodu zakończonego złączami BNC. Za pomocą przycisków + i ustawić dowolnie wybraną liczbę i kolejne punkty wykonać przy takim ustawieniu. b. Przeprowadzić obserwację przy różnym kształcie sygnału (trójkąt, prostokąt, sinusoida) zwiększając stopniowo częstotliwość. Zmiany częstotliwości należy wykonywać z krokiem 1 Hz. c. Wyznaczyć częstotliwość próbkowania przetworników korzystając z kursorów. d. Zaobserwować zjawisko aliasingu i zaprezentować go prowadzącemu. Zwiększając częstotliwość sygnału sinusoidalnego powyżej częstotliwości próbkowania (wykorzystać informację o częstotliwości próbkowania wyznaczonej w punkcie 3c) zaobserwować cykliczne zwiększanie i zmniejszanie częstotliwości sygnału obserwowanego na wyjściu przetwornika C/A. Zmiany częstotliwości należy wykonywać z krokiem 1 Hz. 5. Opracowanie wyników Wyznaczyć błędy offsetu i wzmocnienia wykorzystując dane pomiarowe oraz metodę najmniejszych kwadratów. Narysować charakterystyki INL, DNL dla badanych przetworników A/C i C/A. 5