ZESPÓŁ SZKÓŁ PONADGIMNAZJALNYCH Nr 2 w Lubaniu
Transkrypt
ZESPÓŁ SZKÓŁ PONADGIMNAZJALNYCH Nr 2 w Lubaniu
ZESPÓŁ SZKÓŁ PONADGIMNAZJALNYCH Nr 2 w Lubaniu PRACOWNIA ELEKTRYCZNA PE PRACOWNIA ELEKTRYCZNA Badanie przetwornika cyfrowo-analogowego DAC1 CEL ĆWICZENIA: Poznanie zasady działania i parametrów przetwornika cyfrowo-analogowego. ZNAJOMOŚĆ ZAGADNIEŃ DO ĆWICZENIA OBEJMUJE: Przeznaczenie przetworników C/A Zasada działania przetworników pośrednich z przełączaniem prądu i przełączaniem napięcia Pojęcia: rozdzielczość przetwornika, rozróżnialność przetwarzania, przetwornik n-bitowy, przetwarzania, nieliniowość Charakterystyka przetwarzania przetwornika C/A Błędy przetwarzania przetworników C/A (błąd zera, liniowości i wzmocnienia) czas Układ pomiarowy przetwornika oparty jest o układ scalony DAC0800. Jest to przetwornik 8 bitowy z przełączaniem prądu i drabinką R-2R mogący pracować w trybie unipolarnym lub bipolarnym. Do końcówki 14 układu scalonego podłącza się poprzez rezystor R1 napięcie odniesienia, które powoduje przepływ prądu odniesienia: Prąd wyjściowy przetwornika wynosi: gdzie D7-D0 wartość bitów słowa wejściowego przetwornika 1. Badanie unipolarnego przetwornika D/A W układzie unipolarnym do wyjścia podłączony jest układ konwertera prąd/napięcie w oparciu o wzmacniacz operacyjny. Napięcie wyjściowe jest równe: Tok postępowania: 1. Obliczyć wartość prądu odniesienia Iref (R1=4,7kΩ) 2. Dla każdej wartości słowa wejściowego podanego w tabeli poniżej obliczyć prąd wyjściowy Iout przetwornika DAC0800 i napięcie wyjściowe Uout 3. Podłączyć przetwornik unipolarny D/A do zasilania +/- 12V 4. Pomiędzy końcówki złącza J1 włączyć miliamperomierz 5. Do wyjścia przetwornika O/P podłączyć woltomierz w stosunku do masy 6. Ustawić wartość słowa wejściowego za pomocą przełącznika D1-D7 dla wartości podanych w tabeli 7. Zmierzyć Iout i Uout 8. Wyniki pomiarów zapisać do tabeli 1/3 9. Na podstawie danych z tabeli narysować charakterystykę przejściową przetwornika Uout=f(L(2)) (napięcie wyjściowe w funkcji wartości wejściowego słowa binarnego) 10. Obliczyć błąd bezwzględny przetwarzania: gdzie: Uoutz – wartość napięcia wyjściowego zmierzona Uouto – wartość napięcia wyjściowego obliczona 11. Narysować charakterystykę błędu bezwzględnego przetwarzania Uout= f(L(2)) Pomiar napięcia i prądu wyjściowego przetwornika unipolarnego w zależności od wartości wejściowego słowa binarnego Wejście cyfrowe L(2) Wyjście analogowe Uout Iout ΔUout obliczony zmierzony D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 obliczone zmierzone mV V V mA mA 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 2. Badanie bipolarnego przetwornika DA W układzie bipolarnym do wyjść przetwornika DAC0800 podłączony jest układ różnicowego konwertera prąd/napięcie w oparciu o wzmacniacz operacyjny. Napięcie wyjściowe jest równe: gdzie: - różnica prądów na wyjściach komplementarnych przetwornika DAC0800 Tok postępowania: 1. Obliczyć wartość prądu IFS 2. Dla każdej wartości słowa wejściowego podanego w tabeli poniżej obliczyć prąd wyjściowy Iout przetwornika DAC08000 i napięcie wyjściowe Uout ze wzoru: R4 =4,7k 3. 4. 5. 6. Podłączyć unipolarny przetwornik D/A do zasilania +/- 12V Pomiędzy końcówki złącz J1 i J2 włączyć miliamperomierze Do wyjścia przetwornika O/P podłączyć woltomierz w stosunku do masy Ustawić wartość słowa wejściowego za pomocą przełącznika D1-D7 dla wartości podanych w tabeli 2/3 7. Zmierzyć Iout, i Uout 8. Wyniki pomiarów zapisać do tabeli 9. Na podstawie danych z tabeli narysować charakterystykę przejściową przetwornika Uout=f(L(2)) (napięcie wyjściowe w funkcji wartości wejściowego słowa binarnego) 10. Obliczyć błąd bezwzględny przetwarzania: Uoutz – wartość napięcia wyjściowego zmierzona Uouto – wartość napięcia wyjściowego obliczona gdzie: 11. Narysować charakterystykę błędu bezwzględnego przetwarzania Uout= f(L(2)) Wejście cyfrowe L(2) D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 Pomiar napięcia i prądów wyjściowych przetwornika bipolarnego w zależności od wartości wejściowego słowa binarnego IFS=……..mA Wyjście analogowe Wartości zmierzone Uout Iout obliczony ΔUout obliczone zmierzone Iout Uout + Iout mV mA V V mA mA V mA 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 Pytania kontrolne: 1. Co to jest przetwornik cyfrowo-analogowy? 2. Jak dzielimy przetworniki C/A? 3. Co to jest rozdzielczość i rozróżnialność przetwornika? 4. Co to jest napięcie odniesienia? 5. Co to jest błąd zera, liniowości i wzmocnienia przetwornika C/A 6. Narysuj charakterystykę przetwarzania przetwornika C/A 3/3