PRZETWORNIKI C / A PODSTAWOWE PARAMETRY

Podobne dokumenty
Badanie przetworników A/C i C/A

Podstawowe funkcje przetwornika C/A

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

Struktury specjalizowane wykorzystywane w mikrokontrolerach

Przetworniki cyfrowo analogowe oraz analogowo - cyfrowe

Badanie przetworników AC różnych typów

Przetworniki A/C i C/A w systemach mikroprocesorowych

KATEDRA ELEKTRONIKI AGH WYDZIAŁ EAIIE. Dydaktyczny model 4-bitowego przetwornika C/A z siecią rezystorów o wartościach wagowych

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

Przetworniki A/C i C/A w systemach mikroprocesorowych

PRZETWORNIKI CYFROWO - ANALOGOWE POMIARY, WŁAŚCIWOŚCI, ZASTOSOWANIA.

WIECZOROWE STUDIA NIESTACJONARNE LABORATORIUM UKŁADÓW ELEKTRONICZNYCH

PRZETWORNIKI A/C I C/A.

Przetworniki analogowo-cyfrowe - budowa i działanie" anie"

Metody numeryczne Technika obliczeniowa i symulacyjna Sem. 2, EiT, 2014/2015

Przetwarzanie AC i CA

Przetwarzanie analogowo-cyfrowe sygnałów

4. Schemat układu pomiarowego do badania przetwornika

Liniowe układy scalone. Przetwarzanie A/C i C/A cz. 1

Przetwarzanie A/C i C/A

Wzmacniacze, wzmacniacze operacyjne

ĆWICZENIE 15 BADANIE WZMACNIACZY MOCY MAŁEJ CZĘSTOTLIWOŚCI

Wzmacniacze operacyjne

Przetworniki cyfrowo-analogowe C-A CELE ĆWICZEŃ PODSTAWY TEORETYCZNE

Liniowe układy scalone. Komparatory napięcia i ich zastosowanie

Układy arytmetyczne. Joanna Ledzińska III rok EiT AGH 2011

Próbkowanie czyli dyskretyzacja argumentów funkcji x(t)) polega na kolejnym pobieraniu próbek wartości sygnału w pewnych odstępach czasu.

Liniowe układy scalone w technice cyfrowej

Ćw. 7 Przetworniki A/C i C/A

Moduł wejść/wyjść VersaPoint

Przetwornik analogowo-cyfrowy

Imię i nazwisko (e mail) Grupa:

Wykład 9. Terminologia i jej znaczenie. Cenzurowanie wyników pomiarów.

BADANIE STATYCZNYCH WŁAŚCIWOŚCI PRZETWORNIKÓW POMIAROWYCH

Charakterystyki statyczne przetworników pomiarowych

Przetworniki cyfrowo-analogowe C/A

Układy akwizycji danych. Komparatory napięcia Przykłady układów

PAŃSTWOWA WYŻSZA SZKOŁA ZAWODOWA W TARNOWIE INSTYTUT POLITECHNICZNY LABORATORIUM METROLOGII

Liniowe układy scalone w technice cyfrowej

A-6. Wzmacniacze operacyjne w układach nieliniowych (diody)

WIECZOROWE STUDIA NIESTACJONARNE LABORATORIUM UKŁADÓW ELEKTRONICZNYCH

1 z :33

Temat ćwiczenia. Pomiary przemieszczeń metodami elektrycznymi

WZMACNIACZ OPERACYJNY

Liniowe układy scalone. Wykład 4 Parametry wzmacniaczy operacyjnych

DANE TECHNICZNE ZASILACZY PPS

Definicja kwantowania i próbkowania Sieci rezystorowe R-2R w przetwornikach C/A Klasyfikacja metody przetwarzania A/C Przetwarzanie A/C typu sigma

ĆWICZENIE 5. POMIARY NAPIĘĆ I PRĄDÓW STAŁYCH Opracowała: E. Dziuban. I. Cel ćwiczenia

Karta katalogowa V E3XB. Moduł wejść/wyjść Snap. 18 (podzielone na dwie grupy) Typ wejść

INSTYTUT ELEKTROENERGETYKI POLITECHNIKI ŁÓDZKIEJ BADANIE PRZETWORNIKÓW POMIAROWYCH

WYDZIAŁ PPT / KATEDRA INŻYNIERII BIOMEDYCZNE D-1 LABORATORIUM Z MIERNICTWA I AUTOMATYKI Ćwiczenie nr 14. Pomiary przemieszczeń liniowych

Ćw. 1: Wprowadzenie do obsługi przyrządów pomiarowych

Liniowe układy scalone

A-3. Wzmacniacz Operacyjny - parametryzacja i zastosowanie

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa

Spis treści. 1. Cyfrowy zapis i synteza dźwięku Schemat blokowy i zadania karty dźwiękowej UTK. Karty dźwiękowe. 1

Liniowe układy scalone. Przetwarzanie A/C, C/A część 2

Przetworniki Analogowo-Cyfrowe i Cyfrowo-Analogowe Laboratorium Techniki Cyfrowej Ernest Jamro, Katedra Elektroniki, AGH, Kraków,

Przetworniki analogowo-cyfrowe (A/C)

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

Stan wysoki (H) i stan niski (L)

POMIAR NAPIĘCIA STAŁEGO PRZYRZĄDAMI ANALOGOWYMI I CYFROWYMI. Cel ćwiczenia. Program ćwiczenia

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

PRZYRZĄDY POMIAROWE. Publikacja współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Zajęcia wprowadzające W-1 termin I temat: Sposób zapisu wyników pomiarów

Przetworniki AC i CA

Komparator napięcia. Komparator a wzmacniacz operacyjny. Vwe1. Vwy. Vwe2

ASTOR IC200ALG320 4 wyjścia analogowe prądowe. Rozdzielczość 12 bitów. Kod: B8. 4-kanałowy moduł ALG320 przetwarza sygnały cyfrowe o rozdzielczości 12

Zastosowania mikrokontrolerów w przemyśle

NPA. Seria czujników ciśnienia do montażu powierzchniowego. GE Measurement & Control Solutions. GE imagination at work. Cechy

Pomiar podstawowych parametrów liniowych układów scalonych

Uśrednianie napięć zakłóconych

Sygnał a informacja. Nośnikiem informacji mogą być: liczby, słowa, dźwięki, obrazy, zapachy, prąd itp. czyli różnorakie sygnały.

Komputerowe systemy pomiarowe. Podstawowe elementy sprzętowe elektronicznych układów pomiarowych

PRZETWORNIK ADC w mikrokontrolerach Atmega16-32

Czujniki i Przetworniki

Wielkość analogowa w danym przedziale swojej zmienności przyjmuje nieskończoną liczbę wartości.

Pomiar rezystancji metodą techniczną

LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI POMIAR PRZESUNIĘCIA FAZOWEGO

Metody przetwarzania. Dr inż. Janusz MIKOŁAJCZYK

Research & Development Ultrasonic Technology / Fingerprint recognition DATA SHEETS. Opis karty OPCONZ. optel@optel.

Rys. Podstawowy system przetwarzania cyfrowego sygnałów analogowych

LABORATORIUM POMIARÓW WIELKOŚCI NIEELEKTRYCZNYCH. Pomiary statycznych parametrów indukcyjnościowych przetworników przemieszczenia liniowego

Kodowanie informacji. Kody liczbowe

Regulacja dwupołożeniowa (dwustawna)

Pomiary i przyrządy cyfrowe

PODSTAWY ELEKTRONIKI I TECHNIKI CYFROWEJ

AKADEMIA MORSKA KATEDRA NAWIGACJI TECHNICZEJ

Klasyfikacja metod przetwarzania analogowo cyfrowego (A/C, A/D)

Schemat funkcjonalny układu automatycznej regulacji

Instrukcja nr 6. Wzmacniacz operacyjny i jego aplikacje. AGH Zespół Mikroelektroniki Układy Elektroniczne J. Ostrowski, P. Dorosz Lab 6.

BADANIE WŁAŚCIWOŚCI UKŁADÓW PÓBKUJĄCO- PAMIĘTAJĄCYCH

2.11 MODUŁY WEJŚĆ ANALOGOWYCH

Pracownia pomiarów i sterowania Ćwiczenie 3 Proste przyrządy elektroniczne

Teoria przetwarzania A/C i C/A.

Politechnika Białostocka

EUROELEKTRA Ogólnopolska Olimpiada Wiedzy Elektrycznej i Elektronicznej Rok szkolny 2012/2013 Zadania dla grupy elektronicznej na zawody III stopnia

Laboratoryjny multimetr cyfrowy Escort 3145A Dane techniczne

Liniowe układy scalone. Wykład 2 Wzmacniacze różnicowe i sumujące

Adam Korzeniewski p Katedra Systemów Multimedialnych

Transkrypt:

PRZETWORIKI C / A PODSTAWOWE PARAMETRY Rozdzielczość przetwornika C/A - Określa ją liczba - bitów słowa wejściowego. - Definiuje się ją równieŝ przez wartość związaną z najmniej znaczącym bitem (LSB), odpowiadającą części pełnego zakresu przetwarzania równej 2 - U max (rozdzielczość bezwzględna). - Wartość ta odniesiona do pełnego zakresu i podana w procentach to rozdzielczość względna. - Przykładowo dla 2-bitowego przetwornika C/A o napięciu pełnej skali U max = 0 V rozdzielczość bezwzględna jest równa 2,44 mv, a rozdzielczość względna wynosi 0,0244%. - Typowe liczby bitów słowa przetworników C/A wynoszą 8, 0, 2, 6. Produkowane są przetworniki o rozdzielczości do 32 bitów. - Rozdzielczość nie decyduje o dokładności przetwornika, naleŝy ją rozpatrywać w powiązaniu z dokładnością bezwzględną; Dokładność przetwornika C/A - Jest to róŝnica miedzy zmierzoną, a przewidywaną wartością napięcia wyjściowego, odniesiona do napięcia pełnej skali i wyraŝona w procentach. - Dokładność określa się zwykle po korekcji błędu skalowania przy określonej wartości napięcia odniesienia oraz po przeprowadzeniu kompensacji błędu przesunięcia zera. - O dokładności przetwornika C/A decydują między innymi błędy przesunięcia zera i skalowania, które mogą być skompensowane.

Błąd skalowania Jest to odchyłka napięcia wyjściowego od wartości projektowanej dla maksymalnej wartości słowa (np. w naturalnym kodzie dwójkowym dla słowa wejściowego o wartościach bitów równych l). azywany jest równieŝ błędem wzmocnienia. Błąd skalowania moŝe być spowodowany efektami termicznymi w poszczególnych częściach przetwornika: źródle napięcia odniesienia, sieci rezystorowej, przełącznikach analogowych lub wzmacniaczu sumującym. Błąd skalowania moŝe być skorygowany przez regulację wzmocnienia wzmacniacza sumującego lub napięcia odniesienia. Współczynnik zmian cieplnych nachylenia charakterystyki przetwarzania U wy = f() Jest wyraŝony jest w %/ C. Błąd przesunięcia zera Jest to napięcie wyjściowe przetwornika C/A dla minimalnej wartości słowa (np. w naturalnym kodzie dwójkowym dla słowa wejściowego o wartościach bitów równych zeru). Błąd przesunięcia zera jest zwykle spowodowany przez wejściowe napięcie lub prąd niezrównowaŝenia wzmacniacza sumującego. Błąd ten moŝe być skorygowany do zera przez kompensację wejściowego napięcia niezrównowaŝenia wzmacniacza. ieliniowość całkowa Jest to maksymalne odchylenie rzeczywistej charakterystyki

przetwarzania U wy = f() przetwornika C/A od jego charakterystyki idealnej, będącej linią prostą przechodzącą przez punkt zerowy i maksymalny zakresu. Podawana jest jako błąd bezwzględny, częściej jednak jako względny ε po odniesieniu do wartości maksymalnego napięcia wyjściowego wzoru: ( U ) wy c U wy max. Wyliczamy ją według max ε c = 00% () U wy max ieliniowość róŝniczkowa Jest ona określona maksymalną lub minimalną róŝnicą pomiędzy dwiema wartościami napięcia wyjściowego odpowiadającymi zmianie słowa wejściowego o wartość najmniej znaczącego bitu. Podajemy ją jako stosunek odchyłki tej róŝnicy od wartości średniej do wartości średniej zgodnie ze wzorem: Uwyim Uwyi i= ε r = Uwyi (2) i= gdzie: Uwyi - i-ta róŝnica między dwiema wartościami napięcia wyjściowego odpowiadającymi zmianie słowa wejściowego o wartość najmniej znaczącego bitu; Uwy im - maksymalna lub minimalna róŝnica między dwiema wartościami napięcia wyjściowego odpowiadającymi zmianie słowa wejściowego o wartość najmniej znaczącego bitu, wybieramy wartość dającą większy błąd; - ilość róŝnic.

W niekorzystnym przypadku zbyt duŝy błąd nieliniowości róŝniczkowej moŝe spowodować zmianę znaku nachylenia charakterystyki przetwarzania, wywołując jej niemonotoniczność. Łączny wpływ błędów nieliniowości skalowania, przesunięcia zera, wpływu efektów termicznych stanowi dokładność bezwzględną przetwornika, która w prawidłowo zaprojektowanym układzie nie powinna przekraczać wartości napięcia wyjściowego odpowiadającej ± ½ LSB, a więc powinna być porównywalna lub mniejsza od rozdzielczości. Szybkość zmiany napięcia wyjściowego Jest to nachylenie zbocza sygnału na wyjściu przetwornika, zwykle określona przez taki sam parametr wzmacniacza sumującego; ogranicza ona moŝliwość szybkiej zmiany napięcia wyjściowego związanej ze zmianą wartości binarnego słowa wejściowego. Czas ustalania Jest to czas, po którym napięcie wyjściowe osiągnie wartość końcową wewnątrz ustalonego zakresu, zwykle określonego jako ± ½ LSB. Czas ustalania jest zwykle sumowany z czasem narastania napięcia wyjściowego

PRZETWORIKI A / C PODSTAWOWE PARAMETRY Dokładność błędy analogowe i cyfrowe Do parametrów określających błąd cyfrowy (uwarunkowany liczbą bitów) naleŝą: Bezwzględna zdolność rozdzielcza U odniesiona do napięcia wejściowego i wyraŝona w mv: U we max U = (3) 2 gdzie: U we max - pełny zakres przetwarzania, - liczba bitów słowa wyjściowego. Tak wyraŝona rozdzielczość jest jednocześnie tzw. przedziałem dyskretyzacji, czyli wartością napięcia wejściowego odpowiadającą najmniej znaczącemu bitowi (LSB). Rozdzielczość względna wyraŝona jako wartość 00% / 2 Rozdzielczość wyraŝona przez 2 - Błąd cyfrowy, czyli zdolność rozdzielcza przetwornika, stanowi granicę jego dokładności wynikającą z samej istoty procesu dyskretyzacji (kwantowania) napięcia wejściowego przy przetwarzaniu go na wielkość cyfrową. W prawidłowo zaprojektowanym przetworniku długość słowa wyjściowego jest tak dobrana, Ŝe wartość błędu analogowego jest mniejsza od błędu cyfrowego. Zwiększanie długości słowa ponad granicę wynikającą z wielkości błędu analogowego nie ma sensu, gdyŝ nie poprawia juŝ dokładności przetwarzania. Przy prawidłowo wyznaczonych parametrach przetwornika, wartość katalogowej rozdzielczości powinna określać jego

dokładność. Inne błędy nie powinny przekraczać wartości odpowiadającej najmniej znaczącemu bitowi (LSB). Do parametrów określających błąd analogowy naleŝą: ieliniowość całkowa Określona jest jako maksymalne względne odchylenie ( U we ) max rzeczywistej charakterystyki przetwarzania =f (U we ) od charakterystyki idealnej, czyli od prostej łączącej skrajne punkty zakresu przetwarzania. ieliniowość całkowa ε c jest wyraŝona w procentach w stosunku do pełnego zakresu przetwarzania zgodnie ze wzorem: ( U ) we max ε c = 00% (4) U we max ieliniowość róŝniczkowa Określona jest przez wyznaczenie róŝnic między sąsiednimi wartościami napięcia wejściowego, powodującymi zmianę słowa wyjściowego o wartość najmniej znaczącego bitu. ieliniowość róŝniczkowa ε r jest podawana w procentach jako maksymalne względne odchylenie tej róŝnicy od jej wartości średniej w całym zakresie przetwarzania zgodnie ze wzorem: Uweim Uwe i i= ε r = Uwe i (5) i =

gdzie: Uwei - i-ta róŝnica między dwiema wartościami napięcia wejściowego odpowiadającymi zmianie słowa wyjściowego o wartość najmniej znaczącego bitu; Uwe im - maksymalna lub minimalna róŝnica między dwiema wartościami napięcia wejściowego odpowiadającymi zmianie słowa wyjściowego o wartość najmniej znaczącego bitu, wybieramy wartość dającą większy błąd; - ilość róŝnic. Błąd przesunięcia zera (błąd niezrównowaŝenia) Jest on określany przez wartość napięcia wejściowego potrzebną do przejścia od zerowej wartości słowa wyjściowego do następnej większej wartości. Błąd ten jest mierzony jako przesunięcie w stosunku do charakterystyki idealnej. MoŜliwa jest całkowita kompensacja tego błędu w większości nowoczesnych przetworników. Mogą natomiast pozostać nieskompensowane zmiany cieplne napięcia przesunięcia zera. Współczynnik zmian cieplnych napięcia przesunięcia zera Jest wyraŝany w µv/ C lub w %/ C w odniesieniu do pełnego zakresu przetwarzania).

Błąd skalowania (lub błąd wzmocnienia) Wynika ze zmiany nachylenia charakterystyki przetwarzania = f(u we ) w stosunku do charakterystyki idealnej. Jest określony przez odchylenie rzeczywistej wartości napięcia U we max (odpowiadającej maksymalnej wartości słowa wyjściowego), od wartości idealnej. Współczynnik zmian cieplnych nachylenia charakterystyki przetwarzania = f(u we ) Jest wyraŝony jest w %/ C. Szybkość przetwarzania Szybkość przetwarzania przetwornika a/c moŝe być określana przez: czas przetwarzania, czyli czas, w którym zachodzi pełny cykl przetwarzania; częstotliwość przetwarzania, będąca odwrotnością czasu przetwarzania, tzw. szybkość bitową, określoną przez liczbę bitów wyniku przetwarzania, uzyskanych w jednostce czasu (bitów/s).