Robert Boczek Paweł Bara 1. Badanie przetwornika CA

Wydział EAIiE
Laboratorium
techniki
mikroprocesorowej
Nr ćwiczenia:
4
Temat: Przetworniki A/C i C/A
Robert Boczek
Rok III
Paweł Bara
Kierunek:
Informatyka
1. Badanie przetwornika CA
Badanie charakterystyki U wy= f  N . Wyniki naszych pomiarów przedstawia poniższa tabelka:
0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111
0,05 0,29 0,63 0,94 1,27 1,58 1,89 2,20 2,51 2,82 3,13 3,44 3,76 4,06 4,37 4,68
Z kolei wykres tej charakterystyki wygląda następująco:
Przetwornik CA
5
4,5
4
3,5
Napięcie [V]
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111
Słowa bitowe
Obliczone parametry przetwornika:
Rozdzielczość względna: 0,45%
Rozdzielczość bezwzględna: 0,0225 [V] (0,072LSB)
Dokładność: 0,3125 [V/działkę]
Błąd przesunięcia zera: 0,05 [V]
2. Badanie równoległego przetwornika AC
Badanie charakterystyki N = f U wy  Wyniki pomiarów przedstawia tabela: 0,04 0,6
0,93 1,23 1,54 1,85 2,15 2,45 2,74 3,04 3,34 3,63 3,92 4,22 4,51 4,80 5,10
0
2
1
3
4
5
6
7
8
9
10
11
3,04
3,34
12
13
14
15
16
Wykres charakterystyki jest następujący:
Przetwornik AC
16
14
12
Wartość słowa
10
8
6
4
2
0
0,04
0,6
0,93
1,23
1,54
1,85
2,15
2,45
2,74
3,63
3,92
Napięcie [V]
Obliczone parametry przetwornika:
Rozdzielczość: 4 bity
Dokładność: 0,3125 [V/działkę]
Błąd przesunięcia zera: 0,04 [V]
Dla słowa 6 (0110) zakres zmian napięcia wynosi od 1,91V do 2,26V
4,22
4,51
4,8
3. Przetwornik AC w środowisku EWB.
Schemat układu z przetwornikiem AC załączamy na poniższym rysunku:
Pomiary wykonaliśmy dla zakresów słów 00­10h, 78­88h i F7­FFh. Poniższe tabele przedstawiają wyniki pomiarów:
00
01
02
­5
­4,98 ­4,94 ­4,9
­4,86 ­4,82 ­4,78 ­4,73 ­4,69 ­4,66 ­4,62 ­4,58 ­4,54 ­4,50 ­4,46 ­4,42 ­4,38
78
79
7C
7A
03
04
7B
05
06
7D
7E
­0,30 ­0,27 ­0,23 ­0,19 ­0,15 ­0,12 ­0,8
07
08
09
0A
0B
0C
0D
0E
0F
10
7F
80
81
82
83
84
85
86
87
88
­0,4
0
0,04
0,08
0,12
0,15
0,20
0,24
0,28
0,31
F7
F8
F9
FA
FB
FC
FD
FE
FF
4,69
4,70
­
­
­
­
4,90
­
­
Niestety nie wszystkie wartości słów wyjściowych udało nam się uzyskać.
4. Przetwornik CA w środowisku EWB.
Schemat układu z przetwornikiem CA załączamy na poniższym rysunku:
Pomiary wykonywaliśmy dla słów z tabelek, ze szczególnym uwzględnieniem zakresów 00­10h, 78­88h i F7­FFh:
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
0A
0B
0C
0D
0E
0F
0
0,019 0,039 0,058 0,078 0,097 0,117 0,136 0,156 0,175 0,195 0,214 0,234 0,253 0,273 0,292 0,311
10
20
30
40
50
60
70
0,312
0,625
0,937
1,25
1,56
1,87
2,18
10
78
79
7A
7B
7C
7D
7E
7F
80
81
82
83
84
85
86
87
2,34
2,36
2,38
2,40
2,42
2,441 2,461 2,480 2,500 2,517 2,539 2,558 2,578 2,598 2,617 2,637 2,656
90
A0
B0
C0
D0
E0
2,812
3,125
3,437
3,75
4,06
4,375
88
F7
F8
F9
FA
FB
FC
FD
FE
FF
4,824
4,844
4,863
4,883
4,902
4,922
4,941
4,961
4,980
Zastosowany przetwornik jest unipolarny, a więc możliwy zakres napięć wynosi od 0 do 5V. Aby uzyskać przebiegi pikokształtne należy skorzystać z ciągów typu: 00, 01, 02, ..., FC, FD, FE, FF, 00, 01, 02, ... itd. Przebieg trójkątny dają ciągi 00, 01, 02, ..., FC, FD, FE, FF, FE, FD, FC, ..., 02, 01, 00, 01, 02, ... itd.
5. Tor przetwarzania sygnału.
Schemat układu:
–
Przebieg sinusoidalny:
częstotliwość wyzwalania: 10 Hz
–
częstotliwość wyzwalania: 100 Hz
–
Przebieg trójkątny:
częstotliwość wyzwalania: 10 Hz
–
częstotliwość wyzwalania: 22 Hz
–
częstotliwość wyzwalania: 100 Hz
–
Przebieg prostokątny:
częstotliwość wyzwalania: 10 Hz
–
częstotliwość wyzwalania: 100 Hz
Zawsze wraz ze wzrostem częstotliwości wyzwalania przetwornika AC rośnie podobieństwo przebiegu wyjściowego do wejściowego. Z twierdzenia Shannona wiemy, że ze skwantowanego sygnału można poprawnie odtworzyć sygnał ciągły wtedy, gdy częstotliwość próbkowania jest co najmniej dwa razy większa od najwyższej częstotliwości w paśmie.