background image

Ć

WICZENIA AUDYTORYJNE Z MIERNICTWA ELEKTRONICZNEGO - Temat 7              

 

1                                         

 

 

PRZETWORNIKI C/A I A/C - PARAMETRY I ZASTOSOWANIE W 

POMIARACH. 

 

1.  Dla przetwornika C/A, o funkcji przetwarzania: 

 

 

=

=

11

1

i

i

i

Fs

wyj

2

a

U

U

 ;  U

Fs

=10,24V, 

okre

ś

li

ć

-

 

maksymalne napi

ę

cie wyj

ś

ciowe, 

-

 

minimalne napi

ę

cie wyj

ś

ciowe, 

-

 

liczb

ę

 bitów przetwornika, 

-

 

warto

ść

 napi

ę

cia odpowiadaj

ą

c

ą

  najstarszemu bitowi (MSB), 

-

 

warto

ść

 napi

ę

cia odpowiadaj

ą

c

ą

 najmłodszemu bitowi (LSB)- kwantowi, 

-

 

słowo wej

ś

ciowe, które pozwoli uzyska

ć

 na wyj

ś

ciu przetwornika zadane napi

ę

cie 

(np. 2,540V) 

 

 

 

2.  Dla przetwornika C/A, o funkcji przetwarzania 

i

9

0

I

i

wyj

2

a

V

01

,

0

V

12

,

5

U

=

=

okre

ś

li

ć

-

 

maksymalne napi

ę

cie wyj

ś

ciowe, 

-

 

minimalne napi

ę

cie wyj

ś

ciowe, 

-

 

liczb

ę

 bitów przetwornika, 

-

 

warto

ść

 napi

ę

cia odpowiadaj

ą

c

ą

  najstarszemu bitowi (MSB), 

-

 

warto

ść

 napi

ę

cia odpowiadaj

ą

c

ą

 najmłodszemu bitowi (LSB)- kwantowi, 

-

 

słowo wej

ś

ciowe, które pozwoli uzyska

ć

 na wyj

ś

ciu przetwornika zadane napi

ę

cie 

(np. +2,54V; -2,54V). 

 

3.  Przetwornik  o  parametrach  jak  w  zadaniu  1    zastosowano  w  pomiarze  napi

ę

cia  stałego 

U

x

  (metod

ą

  kompensacji  -  rys.1)  jako 

ź

ródło  napi

ę

cia  wzorcowego  U

-  regulowanego 

cyfrowo.  Z  jak

ą

  dokładno

ś

ci

ą

  mo

Ŝ

na  zrówna

ć

  napi

ę

cie  U

x

  z  napi

ę

ciem  wyj

ś

ciowym 

przetwornika C/A? Oszacowa

ć

 graniczny bł

ą

d bezwzgl

ę

dny i wzgl

ę

dny pomiaru napi

ę

cia 

o  warto

ś

ci  1,111V  oraz  4,555V,  je

ś

li  zastosowany  przetwornik  C/A  jest  przetwornikiem 

przetwarzaj

ą

cym słowo wej

ś

ciowe na napi

ę

cie: 

a.   bezbł

ę

dnie, 

b.  z bł

ę

dem równym 0,5LSB 

W rozwa

Ŝ

aniach pomin

ąć

 nieczuło

ść

 wska

ź

nika równowagi. 

 

 

 

 

4.  W  oparciu  o  przetwornik  C/A  z  zadnia  1  utworzono  przetwornik  A/C  (rys.  2). 

Zaproponowa

ć

 algorytm zmiany słowa wej

ś

ciowego przetwornika C/A (regulacji napi

ę

cia 

wyj

ś

ciowego)  pozwalaj

ą

cy  na  okre

ś

lenie  warto

ś

ci  napi

ę

cia  U

x

  podanego  na  wej

ś

cie 

przetwornika A/C. 

background image

Ć

WICZENIA AUDYTORYJNE Z MIERNICTWA ELEKTRONICZNEGO - Temat 7              

 

1                                         

 

 

 

 

 

 
5.  Na  wej

ś

cie  przetwornika  A/C  z  zadania  4  podano  napi

ę

cia  U

o  warto

ś

ciach  :  1.550V, 

5.000V,  9.558V.  Narysowa

ć

  dla  poszczególnych  warto

ś

ci  U

x

  przebieg  napi

ę

cia  na 

wyj

ś

ciu  przetwornika  C/A.  Oszacowa

ć

  bł

ą

d  pomiaru  U

x

  przy  zało

Ŝ

eniu, 

Ŝ

e  u

Ŝ

yty 

komparator nie wprowadza bł

ę

du, a przetwornik C/A jest przetwornikiem idealnym. 

 
6.  Ile  bitów  powinien  mie

ć

  unipolarny  idealny  przetwornik  A/C,  aby  bł

ą

d  przetwarzania 

napi

ę

cia odpowiadaj

ą

cego zakresowi przetwornika był nie wi

ę

kszy ni

Ŝ

 0,05%.  

 
7.  Przetworniki  A/C  wraz  z  układami    próbkuj

ą

co-pami

ę

taj

ą

cymi  stosowane  s

ą

    do 

cyfrowego przetwarzania sygnałów. 

-

 

Poda

ć

  wyra

Ŝ

enie  pozwalaj

ą

ce  na  obliczenie  warto

ś

ci  skutecznej  sygnału  na 

podstawie skwantowanych próbek.  

-

 

Poda

ć

  wyra

Ŝ

enie  pozwalaj

ą

ce  na  obliczenie  warto

ś

ci 

ś

redniej  sygnału  na  podstawie 

skwantowanych próbek. 

-

 

Jaka  powinna  by

ć

  relacja  mi

ę

dzy  czasem  zbierania  próbek  a  okresem  sygnału 

mierzonego?  

-

 

Jakie  parametry  przetwornika  A/C  decyduj

ą

  o  wła

ś

ciwo

ś

ciach  układów  cyfrowego 

przetwarzania sygnałów ? 

 
8.  Na wej

ś

cie woltomierza integracyjnego (woltomierza z całkuj

ą

cym przetwornikiem A/C) o 

czasie całkowania 20 ms, podano sygnał : 

t

sin

A

U

)

t

(

u

0

ω

+

=

 

Hz

50

2

π

=

ω

  ; 

V

10

U

0

=

; A=1V. 

W  jakim  przedziale  mog

ą

  le

Ŝ

e

ć

  wyniki  pomiaru  napi

ę

cia  (zało

Ŝ

y

ć

Ŝ

e  woltomierz  mierzy 

bezbł

ę

dnie)?. 

W  jakim  przedziale  mog

ą

  le

Ŝ

e

ć

  wyniki  pomiaru  napi

ę

cia,  je

ś

li  cz

ę

stotliwo

ść

  składowej 

zmienne b

ę

dzie wynosiła 60Hz (standard sieci energetycznej w USA) ?