Sprawozdawca: Tomasz Pluta 27-03-1998r.
Przetworniki cyfrowo-analogowe.
Spis przyrządów:
makieta dydaktyczna C/A - model AD 565,
(zakres: -5,11 ¸ +5,12 V z ziarnem 0,01 V)
oscyloskop OS 9020 G
multimetr cyfrowy V563 ( błąd ±0,02% Ux ±0,0005% Uz )
kompensacyjny przetwornik A/C PAC-1
1.Przetwornik A/C - pomiar dokładności przetwarzania.
Wartość nastawy binarnej |
Ubin |
Upom |
DU |
dU |
||||||||||
9 |
8 |
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
v |
v |
V |
% |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
5,12 |
5,1192 |
0,0008 |
0,02 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
5,11 |
5,1091 |
0,0009 |
0,02 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
5,10 |
5,0992 |
0,0008 |
0,02 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
5,08 |
5,0791 |
0,0009 |
0,02 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
5,04 |
5,0391 |
0,0009 |
0,02 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
4,96 |
4,9592 |
0,0008 |
0,02 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
4,80 |
4,7990 |
0,0010 |
0,02 |
|
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
4,48 |
4,4794 |
0,0006 |
0,01 |
|
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
3,84 |
3,8396 |
0,0004 |
0,01 |
|
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2,56 |
2,5596 |
0,0004 |
0,02 |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,00 |
0,0001 |
-0,0001 |
-100 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
-5,12 |
-5,110 |
-0,010 |
0,02 |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
-3,96 |
-2,5598 |
-0,0002 |
0,01 |
|
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
-0,82 |
-0,810 |
-0,010 |
1,0 |
|
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
3,11 |
0,3110 |
0,0 |
0,0 |
|
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1,49 |
1,4898 |
0,0002 |
0,01 |
|
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
-3,25 |
-3,2498 |
-0,0002 |
0,01 |
|
Ubin= 5,12-0,01(A9*29 + A8*28 +...+ A0*20)
Błąd przetwarzania (dokładność przetwarzania) jest to ekstremalna różnica między napięciem zmierzonym a napięciem nominalnym odniesiona do zakresu przetwarzania i wyrażona w procentach.
2.Dokładność przetwornika ze względu na rodzaj zasilania :
Ubin = -3,25 V
Zasilanie |
Upom |
DU |
dU |
V |
V |
V |
% |
-12+10% +12+10% |
-3,250 |
0,0 |
0,0 |
-12-10% +12+10% |
-3,2499 |
0,0001 |
0,01 |
-12-10% +12-10% |
-3,2498 |
0,0002 |
0,01 |
-12+10% +12-10% |
-3,2499 |
0,0001 |
0,01 |
-12-10% -12+10% |
-3,2498 |
0,0002 |
0,01 |
+12-10% +12+10% |
-3,2499 |
0,0001 |
0,01 |
3. Kompensacyjny przetwornik A/C.
Ubin |
Ubezkom. |
Schodkowa |
Binarna |
Dekadowa |
DUb |
DS |
DB |
DD |
V |
V |
V |
V |
V |
V |
V |
V |
V |
5,12 |
5,1065 |
5,0890 |
5,0979 |
5,0940 |
0,0135 |
0,0310 |
0,0221 |
0,0260 |
2,56 |
2,5521 |
2,5498 |
2,5509 |
2,5519 |
0,0079 |
0,0102 |
0,0091 |
0,0081 |
0 |
-0,0928 |
-0,0023 |
0,0031 |
-0,0033 |
0,0928 |
0,0023 |
0,0031 |
0,0033 |
-2,56 |
-2,5523 |
-2,5541 |
-2,5571 |
-2,5564 |
-0,0077 |
-0,0059 |
-0,0029 |
-0,0036 |
-5,12 |
-5,0973 |
-5,0859 |
-5,0924 |
-5,0897 |
-0,0227 |
-0,0310 |
-0,0276 |
-0,0303 |
4. Test dynamiki.
Zaobserwowane przebiegi:
Wnioski:
Wykorzystany w pomiarach przetwornik C/A (10-cio bitowy) przekształca liczbę wyrażoną w odpowiednim kodzie na sygnał analogowy. Przyrząd ten, o zakresie napięć od -5,12V do 5,11V i rozdzielczości 0,01 V, okazał się urządzeniem bardzo dokładnym, ponieważ błędy są rzędu ułamków procenta i nie przekraczają 1% w całym zakresie. Największy błąd wystąpił przy napięciu 0 V, wynosił on aż 100%, lecz nie ma to większego znaczenia dlatego że jest to wartość 0,0001 V i nawet w urządzeniach cyfrowych jest to wartość pomijalna. Największy znaczący błąd wystąpił przy napięciu nastawy -0,82 i wyniósł 1%.
Badany przetwornik jest również odporny na zmiany napięcia zasilającego. Przy różnych napięciach zasilania błędy wynosiły również ułamki procenta. Najlepsza dokładność była przy napięciu -12+10% +12+10% (napięcie wyjściowe było równe napięciu zadanemu).
W przypadku przetwornika z kompensacją dla napięć nastawy 5,12;2,56;-5,12 błąd jest najmniejszy gdy nie była włączona żadna kompensacja, co jest trochę dziwne, gdyż kompensacja powinna polepszyć parametry przetwornika. Tak dzieje się w przypadku napięć 0 V i -2,56 gdzie wszystkie kompensacje polepszają działanie przetwornika. Dla napięcia 0 V najmniejszy błąd wystąpił przy kompensacji schodkowej, natomiast przy -2,56 V najmniejszy błąd jest przy kompensacji binarnej.
Test dynamiki badanego przetwornika wykazał, że istnieje górna częstotliwość, do której pracuje on poprawnie. Wyniosła ona f =280 kHz i zadanie jej na przetwornik powodowało, że pracował on jedynie w jednym stanie, nie będąc w stanie odpowiednio szybko przejść do stanu drugiego.
Na podstawie analizy odpowiedzi przetwornika na zmianę nastawy, powodującej zmianę wartości wyjściowej od minimalnej do maksymalnej, pozwaliło nam zaobserwować, że dla mniejszych zmian napięcia wyjściowego można stosować wyższe częstotliwości.