|
|
Ukady próbkujco - pamitajce |
|
Tematem naszego wiczenia byy ukady próbkujco-pamitajce, w skrócie nazywane ukadami PP. Zadaniem ukadu próbkujcego z pamici jest pobranie próbki zmiennego w czasie sygnau wejciowego i zapamitanie jej, czyli przedstawienie w postaci napicia quasi-staego, dogodnego do dalszej obróbki.
Obecnie ukady PP mona podzieli na dwa rodzaje: analogowe i cyfrowe. My w tym wiczeniu zajmowaymy si tylko analogowymi ukadami PP.
Schemat blokowy analogowego ukadu PP jest przedstawiony poniej.
Uwe +1 +1 Uwy
sygna sygna
wejciowy wyjciowy
C
element pamiciowy
impulsy ukad
próbkujce sterujcy
W analogowym ukadzie PP wejciowy cigy sygna analogowy zamieniany jest na cig próbek napicia quasi-staego przez cykliczne, zgodne z impulsami próbkujcymi, adowanie kondensatora C, który zapamituje w postaci adunku warto napicia wejciowego z chwili przed rozwarciem klucza.
W pierwszej czci wiczenia obserwowaymy na oscyloskopie przebiegi napicia wejciowego i wyjciowego dla przebiegu sinusoidalnego i prostoktnego . Z przebiegu tego wynika, e nasz ukad PP pracuje w trybie próbkujco - pamitajcym, gdy czas zamknicia przecznika (czas próbkowania ) jest mniejszy od czasu otwarcia ( czasu pamitania ) .
W dalszej czci wiczenia dokonywaymy pomiarów nastpujacych parametrów dynamicznych ukadu PP:
- czas pozyskania próbki;
- czas narastania odpowiedzi;
- czas otwarcia klucza analogowego.
Sposób odczytu powyszych parametrów jest przedstawiony na rys.1a . i 1b.
Rys.1a.Odczyt czasu pozyskania próbki i czasu narastania odpowiedzi.
Rys.1b.Odczyt czasu otwarcia klucza.
Obliczone przez nas wielkoci wynosz odpowiednio:
czas pozyskania próbki tpp=1cm* 20s/5cm=4s
czas narastania odpowiedzi tno=0.1 cm* 20s/5 cm=0.4 s
czas otwarcia klucza analogowego tok - jest bardzo znikomy
Przy wyznaczaniu czasu otwarcia klucza analogowego byo nam trudno go dokadnie okreli. Jest on tak may, e przy pomocy mierników uywanych na laboratorium trudno go zauway.
W drugiej czci wiczenia zajmowaymy si zastosowaniem ukadów próbkujco-pamitajcych. Zastosowanie tych ukadów jest bardzo szerokie, np. usuwanie zakóce w procesie przetwarzania cyfrowo-analogowego, zmniejszanie bdów dynamicznych przy przetwarzaniu analogowo-cyfrowym, rekonstrukcja sygnaów analogowych, w tzw. filtrach z pamici, w szybkich oscyloskopach, woltomierzach cyfrowych.
Badaymy wpyw czstotliwoci próbkowania na wierno sygnaów (znieksztacenia).
Rys.2. Schemat pomiarowy do wyznaczania znieksztace .
fsygnau [Hz] |
fpróbkowania [Hz] |
h [%] |
100
|
200 400 |
30 36 |
200
|
500 900 1000 2000 3000 9000 9k
500 900 5000 9000 20k 60k |
36 35 35 36 36 36 36
42 36 34 33 33 33
|
Rys.3. Tabela pomiarowa.
Uwyindukowane << O,1 x 100mV = 10 mV
h [%]
fpróbk [Hz]
Rys. 4 Wykres zalenoci znieksztace nieliniowych dla fszgn = 200Hz .
Z powyszych wyników wida, e wpyw czstotliwoci próbkowania na wierno sygnau zmniejsza si, gdy ta czstotliwo ronie. Niestety
dla fsygn = 100Hz nasze wyniki nieco odbiegaj od oczekiwanych. Moe to by spowodowane niedokadnoci mierników.
Celem powyszego wiczenia byo zapoznanie si z metodami próbkowania sygnaów analogowych. Sygna analogowy przed próbkowaniem zostaje poddany filtracji (przepuszcza si go przez filtr dolnoprzepustowy), ograniczajcy wysze czstotliwoci akustyczne do okoo 3 kHz. Nastpnie sygna jest próbkowany w kilku torach jednoczenie, przy czym sygnay próbkujce s przesunite wzgldem siebie i przesane jednym torem przy pomocy multipleksera. Sygna odbierany jest za pomoc demultipleksera i szereg filtrów odtwarzajcych pierwotny przebieg sygnaów.
Wyszukiwarka