Przetwornik A/C
Podczas ćwiczenia wykonano trzy serie pomiarów. Każda z serii polegała na zwiększaniu napięcia zasilacza regulowanego na wejściu przetwornika analogowo - cyfrowego, a następnie odnotowaniu wartości napięć, dla których zachodziła zmiana na wyjściu przetwornika. Wyniki pomiarów przedstawiono w tabeli:
|
U1 [V] |
U2 [V] |
U3 [V] |
Błąd dyskretyzacji |
0 |
0,0069 |
0,0059 |
0,0060 |
- |
0-1 |
0,163 |
0,303 |
0,2144 |
- |
1-2 |
0,35 |
0,364 |
0,358 |
0,179 |
2-3 |
0,475 |
0,517 |
0,523 |
0,148 |
3-4 |
0,7 |
0,672 |
0,685 |
0,181 |
4-5 |
0,85 |
0,837 |
0,824 |
0,151 |
5-6 |
1,007 |
0,966 |
0,976 |
0,146 |
6-7 |
1,114 |
1,115 |
1,127 |
0,136 |
7-8 |
1,283 |
1,303 |
1,363 |
0,198 |
8-9 |
1,492 |
1,492 |
1,490 |
0,175 |
9-A |
1,597 |
1,590 |
1,653 |
0,122 |
A-B |
1,777 |
1,743 |
1,754 |
0,145 |
B-C |
1,917 |
1,912 |
1,963 |
0,173 |
C-D |
2,085 |
2,066 |
2,064 |
0,141 |
D-E |
2,223 |
2,250 |
2,243 |
0,167 |
E-F |
2,397 |
2,462 |
2,384 |
0,176 |
Śr.=0,160
Z doświadczenia wynika, że średni błąd dyskretyzacji ΔUśr wynosi 0,160 V.
Sumator
Na wejście sumatora wprowadzono trzy wartości: a, b oraz Cinput. Następnie należało odczytać wartość S na wyjściu sumatora oraz samodzielnie określić wartość Cout.
Wyniki przedstawia tabela:
a |
b |
Cin |
S |
Cout |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Multiplekser
Multiplekser w najprostszym ujęciu jest to układ, który pozwala na wybór jednego z wejść i przekazaniu sygnału z tego wejścia na wyjście.
a |
b |
S |
Y |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Liczniki
Liczniki zliczają liczbę zadanych impulsów i pamiętają ich liczbę. Liczniki zbudowane są na przerzutnikach i bramkach logicznych. Zadanie impulsu powoduje zmianę stanu przerzutników. Po skończeniu się zakresu licznika, zaczyna zliczać impulsy od nowa. W naszym ćwiczeniu wykorzystaliśmy licznik 4-bitowy (20, 21, 22, 23)
Impulsy |
20 |
21 |
22 |
23 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
2 |
0 |
1 |
0 |
0 |
3 |
1 |
1 |
0 |
0 |
4 |
0 |
0 |
1 |
0 |
5 |
1 |
0 |
1 |
0 |
6 |
0 |
1 |
1 |
0 |
7 |
1 |
1 |
1 |
0 |
8 |
0 |
0 |
0 |
1 |
9 |
1 |
0 |
0 |
1 |
10 |
0 |
1 |
0 |
1 |
11 |
1 |
1 |
0 |
1 |
12 |
0 |
0 |
1 |
1 |
13 |
1 |
0 |
1 |
1 |
14 |
0 |
1 |
1 |
1 |
15 |
1 |
1 |
1 |
1 |
16 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Wnioski:
Przetwarzanie sygnału analogowego (napięcie) na sygnał cyfrowy (liczbę) obarczone jest błędem dyskretyzacji którego wartość jest równa maksymalnemu skokowi napięcia U, przy którym przetwornik nie zauważy zmiany na wejściu. Wartość tego błędu zmienia się wraz z wielkością napięcia zadanego na wejściu przetwornika i jest jednym z podstawowych parametrów przetwornika A/C
Kolejnym układem był sumator. Na wejście sumatora wprowadzaliśmy dwa bity a i b, które były sumowane oraz bit przeniesienie z poprzedniej pozycji Cin. Następnie odczytywaliśmy wartość S, która była sumą tych trzech bitów i samodzielnie obliczyliśmy Cout informujący o wygenerowaniu przeniesienia.
Tabela prawdy sumatora ukazuje, że nieparzysta liczba jedynek na wejściu sumatora daje wynik S=1, a ponadto trzy jedynki na wejściu powodują przekazanie jedynki na wyjście Cout. Zera na wszystkich wejściach dają oczywiście wynik sumowania równy zero.
W badanym multiplekserze były wejścia: a i b - kanały transmisyjne, S - wejście adresowe oraz sygnał odczytywany na wyjściu multipleksera Y. Praca przy badaniu ograniczyła się do zaobserwowania jaki sygnał na S jest odpowiedzialny za podanie sygnału z wejścia a, a jaki z wejścia b. Przeprowadzając wszystkie możliwe kombinacje sygnałów a, b i S , odczytywaliśmy stany na wyjściu Y dla poszczególnych kombinacji.
Badany licznik jest licznikiem szeregowym liczącym do 16. Zaobserwowałyśmy, że wraz kolejnymi impulsami doprowadzonymi na jego wejście zwiększa swą wartość o 1, a wraz z 16 impulsem zeruje się i zlicza od początku. Licznik na laboratorium miał cztery diody odpowiadające kolejno liczbom 20, 21, 22, 23 Zapalona dioda oznaczała jedynkę, zgaszona zero.