L a b o ra tó riu m i g ya k o rla to k
Fehér Gyula Kóré László
Analóg-Digitál átalakítók
GYAKORLATOK
TARTALOMJEGYZÉK
1.
BEMUTATÓ VIZSGÁLATOK...................................................................4
1.1 1.2
P,//$1$7e57e.0e5 e6 È7/$*e57e.0e5 7Ë3862. .....................................4 P,//$1$7e57e.(7 0e5 A/D ÁTALAKÍTÓK ....................................................4
1.2.1 1.2.2
/LQHiULV LGIJJYpQ\W I&UpV]MHOHW DONDOPD]y PHJROGiV .......................................................4 Unipoláris Dual-slope átalakító .............................................................................................7
1.3 1.4 1.5 1.6 1.7
A= È7/$*e57e.0e5e6 +,%$7%5.e3(66e*e1(. 9,=6*È/$7$ ....................10 AUTOMATIKUS NULLÁZÁS (AUTOZÉRO)..........................................................10 B,32/È5,6 0%.g'e6 0(*9$/Ï6Ë7È6$ (*<(7/(1 5()(5(1&,$)255È66$/ ...12 TRIPLE-SLOPE A/D ÁTALAKÍTÓ ......................................................................13 MULTI-SLOPE ÁTALAKÍTÓK ............................................................................14
2.
BEMUTATÓ GYAKORLATOK ..............................................................16
2.1
FESZÜLTSÉG-FREKVENCIA (U/F) ÁTALAKÍTÓK MINT A/D ÁTALAKÍTÓK ..........16
2.1.1
3UHFt] LG]tWpV& NLsütést
2.2 2.3
alkalmazó U/f átalakító..................................................................16 Kg9(7 7Ë386Ò A/D ÁTALAKÍTÓ ...................................................................20 A/D ÉS D/A (*
_____________________________________________________________________
3
ANALÓG-DIGITÁL ÁTALAKÍTÓK__________________________________
1. BEMUTATÓ VIZSGÁLATOK átalaktWyN
P&N|GpVQHN
A vizsgálat tárgya: vizsgálata
Analóg-Digitál
A vizsgálat célja:
A gyakorlati feladatok megoldásához használható, integrált áramköri formában EHV]HUH]KHW$'iWDODNtWyNP&N|GpVpQHN bemutatása. $]$'iWDODNtWyND]RQDODSMHOOHP]LQHN megismertetése, amelyek az alkalmazásuk szempontjából meghatározók. Az A/D átalakítók néhány kiemelt alkalmazási kérdésének bemutatása. Néhány fontosabb vizsgálati módszer bemutatása.
Elméleti alapok:
Dr. Szittya Ottó: Bevezetés az elektronikába.
Az állományok helye: C:\MC5DEMO\ADC\BV\
1.1 3LOODQDWpUWpNPpUpViWODJpUWpNPpUWtSXVRN Az A/D átalakítók egy része a bemenetére kapcsolt Ux feszültség adott t=tMLGSRQWEDQIHOYHWWUx(t=tM)SLOODQDWpUWpNpWPpUL$QDJ\VHEHVVpJ& MHOHNDODNK&GLJLWDOL]iOiVDNRUH]WDPHJROGiVWDODNDOPD]]XN $] iWDODNtWyN PiVLN UpV]H pSSHQ HOOHQNH]OHJ QHP J\RUVDQ YiOWR]y jelek kezelésére alkalmas, hanem állandó, de legalább is lassan változó jelek számjegyes formába alakítására szolgál. Ezeknél az 1 Nx = T
t. + T
∫U
x
(t )dt
t0
|VV]HIJJpVQHN PHJIHOHOHQ D MHO 7 LGWDUWDPUD YHWW iWODJpUWpNpW KDWiUR]]D PHJ D] iWDODNtWy 1DJ\ HOQ\H HQQHN D PHJROGiVQDN KRJ\ nagyon hatékonyan lehet ezzel a méréssel az ismert frekvenciájú ]DYDUyMHOHNHWNLHMWHQLDPpUpVEO+DSODPpUpVW7 PVLGWDUWDP alatti átlag meghatározásával végezzük, akkor a 220V-os, hálózatból származó 50 Hz-es zavarjelek nem hamisítják meg a mérést. Ennek a jelnek ugyanis az egy periódusra vett átlagértéke zérus.
1.2 3LOODQDWpUWpNHWPpU$'iWDODNtWyN 1.2.1 /LQHiULVLGIJJYpQ\W I&UpV]MHOHW DONDOPD]yPHJROGiV Ez a megoldás közvetett átalakítást végez. Az Ux pUWpNpW HOV]|U HJ\ D]]DO DUiQ\RV LGWDUWDPPi DODNtWMD PDMG H]W D] LGV]DNDV]W DODNtWMD számjegyes formába. Az ilyen típusú átalakítást közvetett A/D átalakításnak nevezzük. Nézzük meg, hogyan lehet ezt megvalósítani: _____________________________________________________________________
4
Gyakorlatok 1. lépés
Töltse be a BV_01.CIR állományt! Alaposan tanulmányozza át a kapcsolást és csak akkor folytassa az olvasást, ha elakadt vagy már OHtUWDKRJ\PLNpQWP&N|GLND]iUDPN|U
$] iWDODNtWiV LQGtWiVDNRU QXOOi]RWW V]iPOiOy WDUWDOPD IRO\DPDWRVDQ Q mindaddig, amíg a komparátor át nem kapcsol. Erre akkor kerül sor, ha D] iWDODNtWiVNRU D] LQWHJUiWRU NLPHQHWpQ PHJMHOHQ OLQHiULVDQ YiOWR]y jel amplitúdója éppen UxpUWpNpYHOHJ\HQO
Ui =
I ref (t x − t o ) C
= Ux
[1]
Ahol Iref = Uref/R. Az integrátor kimenetének feszültsége az
_____________________________________________________________________
5
ANALÓG-DIGITÁL ÁTALAKÍTÓK__________________________________
U
i
= −
1 RC
t
∫ −U
ref
dt
0
összefüggéssel írható le. Mivel Uref állandó: Uref Ui = ⋅ t = k⋅t RC (]HJ\RO\DQOLQHiULVDQQ|YHNYLGIJJYpQ\DPHO\QHNPHUHGHNVpJpW az Uref, az R és a C értékek határozzák meg. A komparátor átkapcsolásakor a számlánc töltése leáll, a számláló tartalma N. (0 ≤ N ≤ 2n ha a számláló n bites.) Ezt figyelembevéve írhatjuk: Ux =
I ref ⋅ N ⋅ TCK C
[2]
A számláló tartalma tehát arányos a mért Ux feszültséggel, N az analóg Ux QXPHULNXV PHJIHOHOMH$] 1 V]iPpUWpN 8x azon amplitúdóját írja le, amelyet Ux éppen akkor vett fel, amikor a komparátor átkapcsolt. 2. lépés
*RQGROMD YpJLJ PLO\HQ WpQ\H]N MiWV]DQDN V]HUHSHW D] HOpUKHW pontosság tekintetében? Hogyan állítható be az átalakító érzékenysége? Mekkora lesz az egy számjegy által képviselt ULSB feszültségérték? 0LNDNRUOiWDLD]HOpUKHWSRQWRVViJQDN" Eredmény: A [2] összefüggés jól mutatja, hogy az arányossági WpQ\H]EHQV]HUHSOEiUPHO\WpQ\H]PHJYiOWR]iVDDPpUpVLHUHGPpQ\ megváltozását eredményezi. Márpedig az R és C elemek értéke, a referenciaként használt feszültségforrás kapocsfeszültsége, de még az órajel TCKSHULyGXVLGHMHVHPiOODQGy(]HNDWpQ\H]NiOWDOiEDQHUVHQ KPpUVpNOHWIJJHN QDJ\ D J\iUWiVL V]yUiVXN |UHJHGQHN VWE 2O\DQ megoldást kell találni, amelynél csökken a precíziós alkatelemek száma.
3. lépés
Töltse be a BV_02.CIR állományt.
_____________________________________________________________________
6
Gyakorlatok 4. lépés
9L]VJiOMD PHJ H]W D] HO] iWDODNtWiVL HOY V]HULQW P&N|G GH DQQiO nagyobb pontosságot biztosító kapcsolást. Próbáljon rájönni, miért SRQWRVDEEH]HOGMpQpO
Eredmény: a valódi integrátor az integrálási periódus kezdetén nagyon pontatlan. Ennek az eredménye, hogy kis bemeneti feszültség esetén nagyon nagy hiba lép fel. A módosított megoldás ezt úgy küszöböli ki, hogy a közvetlenül az idítás utáni jelszakaszt nem használja. Csak a már garantáltan lineáris kimenet elérésekor jelez az alsó komparátor, csak innen indul a számlálás. A többi hibaforrás viszont változatlanul hat, ezért még jobb megoldást kell keresni. 1.2.2 Unipoláris Dual-slope átalakító Töltse be a BV_03.CIR állományt és elemezze a kapcsolást! 1. lépés
_____________________________________________________________________
7
ANALÓG-DIGITÁL ÁTALAKÍTÓK__________________________________
2. lépés
2. lépés
3. lépés
A kettôs meredekséggel integráló "DUAL-SLOPE" A/D átalakító tulajdonképpen feszültség idôtartam átalakítást végez. A mérés során az Ux ismeretlen feszültség meghatározott Ti idôtartamra képzett átlagértékével arányos pulzusszélességet generál, majd ezen idôtartam kvantálásával áll elô a mérôszám.
$] iWDODNtWy P&N|GpVL HOYH D NDSFVROiVL UDM] DODSMiQ HJ\V]HU&HQ nyomonkövethetô. A konverziót indító START jel érkezését PHJHO{]{HQ D P&YHOHWL HU{VtW{YHO PHJYDOyVtWRWW LQWHJUiWRU NLPHQHWL feszültsége zérus, az R ellenálláshoz kötött kapcsolók kikapcsolt (semleges) állásban vannak. (Hangsúlyozni kell, hogy a következô YL]VJiODWVRUiQDP&YHOHWLHU{VtW{NHWpVD.DQDOyJNDSFVROyWLGHiOLVQDN tételezzük fel.) A to idôpillanatban érkezô START jel hatására K az Ux mérendô feszültséget kapcsolja az integrátor bemenetére, és megkezdôdik a C integráló kondenzátor töltése. Ha Ux állandó - a továbbiakban ezt tételezzük fel -, akkor az IT töltôáram értéke IT = - Ux/R/. A fix, iOWDOXQN PHJKDWiUR]RWW LGHM& W|OWpVL LG{ HOWHOWpYHO D NRQGHQ]iWRURQ felhalmozott töltés QT = IT⋅t = - t⋅Ux/R Ez a töltés az integrátor kimenetén UC=QC/C = -t⋅Ux/RC feszültséget produkál. Az integrátor kimeneti feszültsége tehát az idô függvényében lineárisan mx = -Ux/RC meredekséggel változik.. A folyamat addig tart, amíg az általunk EHiOOtWRWW LQWHJUiOiVL LG OH QHP MiU (NNRU D . NDSFVROy D] 8[ IHV]OWVpJJHO HOOHQWpWHV SRODULWiV~ LVPHUW pUWpN& 8REF referenciafeszültséget kapcsolja az integrátor bemenetére. Az ellentétes polaritású feszültség ellentétes irányú áramot kényszerít a C kondenzátorra, és ennek hatására megkezdôdik az elôzô (TF IHOLQWHJUiOiVL SHULyGXVEDQ IHOW|OW|WW NRQGHQ]iWRU , pUWpN& iUDPPDO történô kisütése.
_____________________________________________________________________
8
Gyakorlatok A kisütés idôtartama egyrészt a töltési periódus során a kondenzátorba juttatott töltésmennyiségtôl, másrészt az Ik kisütôáram értékétôl függ. Ha Ux állandó, akkor a töltési periódus (felintegrálás) befejezésekor az integráló kondenzátor töltése QT = IT⋅TF = - TF⋅Ux/R, ahol TF a felintegrálás idôtartama. 4. lépés
A kisütést (visszaintegrálás) addig folytatjuk, amíg az integrátor kimeneti feszültsége el nem éri a kiindulási zérus értéket. Ha ez a periódus tx ideig tart, akkor ezen idôtartam alatt az integráló kondenzátorból QK = IK⋅tx = -tx⋅UREF/R töltés távozik. Mivel a TF felintegrálási periódus kezdetén az integrátor kimeneti feszültsége - és tJ\ D] LQWHJUiOy NRQGHQ]iWRURQ WiUROW W|OWpV LV ]pUXV pUWpN& D visszaintegrálási periódus során a kondenzátorból csak azt a QT töltést lehet eltávolítani, amit az elôzô töltési periódus tartama alatt oda EHMXWWDWWXQNËJ\pUWHOHPV]HU&HQLJD]KRJ\ QT = -QK UX U TF = REF t X R T
5. lépés
-RJJDOIHOWpWHOH]]NKRJ\PpJLJHQURVV]PLQ{VpJ&WtSXVRNHVHWpQLV - a fel- és visszaintegrálás idôtartama alatt az R és C elemek értéke QHP YiOWR]LN (] D WpQ\ QDJ\RQ OpQ\HJHV HJ\V]HU&VtWpVUH DG lehetôséget: tX =
UX TF U REF
A tx értékét meghatározó összefüggésben UREF, valamint TF értéke ismert és - általunk választott - állandó. A visszaintegrálás tx idôtartama tehát Ux-szel arányosan változik. Ezt az arányosságot V]HPOpOWHWL D] HO]OHJ EHW|OW|WW NDSFVROiVVDO HOYpJH]KHW NLVpUOHW LV 7HOMHVHQ HJ\pUWHOP& KRJ\ LVPHUW pV iOODQGy 8REF, ill. TF esetén az ismeretlen Ux számjegyes digitális értékét a tx idôtartam digitális mérésével nyerhetjük. A mérés bizonytalanságát csak az UREF referenciafeszültség és a TF idôtartam bizonytalansága határozza meg. 6. lépés
A TF idôtartam minden körülmények közötti nagy pontosságú elôállítása és a tx idôtartam hasonlóan precíz mérése csak igen nagy stabilitású óragenerátor (pl. kvarc-vezérelt oszcillátor) felhasználásával oldható meg. E megoldás hátránya viszont, hogy a "közönséges" RV]FLOOiWRURNQiO QDJ\REE N|OWVpJUiIRUGtWiVW LJpQ\HO $] HOEEL összefüggést átrendezve azonban észrevehetô, hogy Ux mérôszámának meghatározásához tx és TF tényleges értékére tulajdonképpen nincs is szükség. U X = U REF
tX TF
_____________________________________________________________________
9
ANALÓG-DIGITÁL ÁTALAKÍTÓK__________________________________ (QQHN D] |VV]HIJJpVQHN D] DODSMiQ HJ\pUWHOP& KRJ\ az átalakításkor elegendô csupán a tx / TF arányt meghatároznunk. (] D]pUW UHQGNtY&O HO{Q\|V PHUW D] DUiQ\PpUpV SRQWRVViJL szempontból sokkal kedvezôbb! Nem igényel különlegesen nagy stabilitású óragenerátort, hiszen (az R és C elemekhez hasonlóan) az órajelek frekvenciájának is csak a TM=TF+tx mérési periódus alatt kell iOODQGyQDN OHQQLH (] D N|YHWHOPpQ\ SHGLJ HJ\V]HU&HQ pV DPL PpJ ennél is fontosabb, olcsón kielégíthetô.
1.3 $]iWODJpUWpNPpUpVKLEDW&UNpSHVVpJpQHNYL]VJiODWD 1. lépés
2. lépés
Töltse be indítsa el a BV_04.CIR állományt!
Kapcsoljon vissza a szimulátor munkaasztalára és az gomb VHJtWVpJpYHO YL]VJiOMD PHJ D ]DYDUMHOIRUUiV MHOOHP]LW (]W N|YHWHQ elemezze a szimuláció során kapott görbéket Eredmény: Ha a TF IHOLQWHJUiOiVL W|OWpVL LGW D ]DYDUyMHO periódusidejének egész számú többszörésére állítjuk be, akkor a zavarójel hatása kiesik! Az ilyen beállításra ez az átalakítótípus HJ\V]HU&HKHWVpJHWDG
1.4 Automatikus nullázás (autozéro) Az A/D átalakítók egyik legtöbb gondot okozó problémája a QXOOSRQWKLED $ GXDOVORSH iWDODNtWyYDO H] D KLED HJ\V]HU&HQ pV DXWRPDWLNXVDQNLHMWKHW 1. lépés
Töltse be a BV_06,CIR állományt! Tanulmányozza a kapcsolást. Keresse meg, miként van megoldva a nullponthiba kiejtése. A megoldás kulcsát a mérések közé iktatott nullázási ciklus adja. Ez alatt D]LGV]DNDV]DODWWD]LQWHJUiWRUEHPHQHWHDMHOI|OGUHNDSFVROyGLN
_____________________________________________________________________
10
Gyakorlatok
. $I|OGHOWEHPHQHWPHOOHWWPpJHJ\PyGRVtWiViOOHODNDSFVROiVH]HQ üzemmódjában. Az integrátor és a komparátor az R2 ellenálláson keresztül a C2NDSDFLWiVWD]HUVtWNHUHGQXOOSRQWKLEiMDpUWpNpUHW|OWL
2. lépés
3. lépés
Az automatikus nullázási periódus végén a komparátor kimenetét az LQWHJUiWRU QHP LQYHUWiOy EHPHQHWpYHO |VV]HN|W NDSFVROy PHJV]DNDG A C2NDSDFLWiVIHV]OWVpJHYLV]RQWU]LDKLEDIHV]OWVpJHNHUHGMpW(] DPpUpVLSHULyGXVVRUiQDWpQ\OHJHVKLEiNHUHGMpYHOpSSHQPHJHJ\H] QDJ\ViJ~pVHOOHQWpWHVHOMHO&OpYpQNLHMWLDQXOOSRQWKLEiNDW Vizsgálja meg a nullázási és a mérési (átalakítási) periódusok jeleit pozítív és negatív bemeneti jelek esetén. Figyelje a komparátor és az integrátor kimeneteket, magyarázza meg a látottak okát!
_____________________________________________________________________
11
ANALÓG-DIGITÁL ÁTALAKÍTÓK__________________________________
1.5 %LSROiULVP&N|GpVPHJYDOyVtWiVDHJ\HWOHQUHIHUHQFLDIRUUiVVDO A dual-slope átalakítási elv legérzékenyebb pontja a referencia feszültség stabilitása, a bipoláris átalakításhoz szükséges két referencia D]RQRVMHOOHP]LQHNEHiOOtWiVD 1. lépés
2. lépés
Töltse be és elemezze a BV_07.CIR állomány tartalmát.
$NDSFVROiVDODSMiQJRQGROMDYpJLJKRJ\DQP&N|GKHWH]DNDSFVROiV $ PHJROGiV NXOFViW D] DXWRPDWLNXV QXOOi]iVL SHULyGXV NHWWV FpO~ kihasználásában kell keresni. A kapcsolás szimulációjának indításával W|EENLHJpV]tWP&N|GpVVHONDSFVRODWRVLVPHUHWHWV]HUH]KHW
_____________________________________________________________________
12
Gyakorlatok
Eredmények: Az átalakító bemenetén elhelyezett C2 kapacitás a nullpontkorrekciós periódus alatt a referenciafeszültség értékére W|OWGLN +D D PpUpV VRUiQ 8x átlagértéke a referenciafeszültséggel ellentétes polaritású volt, akkor a visszaintegráláshoz Uref kapcsolódik az integrátor bemenetére. Ha viszont azzal ellentétes Ux polaritása, akkor C2 fog a bemenetre kapcsolódni a kisütési ciklusban. Ez úgy valósul meg, hogy C2 a tényleges Uref-el ellentétes polaritású feszültség- forrásként kapcsolódik az integrátor bemenetére.
1.6 Triple-slope A/D átalakító 1. lépés
Ez a kapcsolás a dual-slope megoldás továbbfejlesztése. 1DJ\IHOERQWiV~ XJ\DQDNNRU J\RUV P&N|GpVW YDOyVtW PHJ 7|OWVH EH D BV_9.CIR kapcsolást.
_____________________________________________________________________
13
ANALÓG-DIGITÁL ÁTALAKÍTÓK__________________________________
2. lépés
Tanulmányozza a kapcsolást és indítsa el a szimulációt! A kapcsolás és DV]LPXOiFLyHUHGPpQ\HDODSMiQWiUMDIHODP&N|GpVOpQ\HJpW
Eredmény: $ J\RUV P&N|GpV pV D QDJ\SRQWRVViJ~ QDJ\IHOERQWiV~ mérés nehéz kompromisszumát a visszaintegrálási periódus két V]DNDV]UD ERQWiViYDO VLNHUOW PHJROGDQL $ YLVV]DLQWHJUiOiV HOV szakaszában egy nagyobb referenciafeszültség nagy sebességgel mozgatja az integrátor kimenetét a nulla Voltos érték felé. Amikor D]RQEDQ D] LQWHJUiWRU NLPHQHW D PD[LPiOLV NLYH]pUHOKHWVpJpQHN HJ\ WL]HGpWHOpULDJ\RUVNLVWpVWEL]WRVtWyQDJ\pUWpN&UHIHUHQFLDIHV]OWVpJ OHNDSFVROyGLN D] LQWHJUiWRU EHPHQHWUO pV KHO\HWWH HJ\ DQQiO MyYDO kisebb (decimális eredményt szolgáltató átalakítóknál annak egy tizede, bináris számot produkálóknál 1/2n amplitúdójú) referenciafeszültség IRO\WDWMD D NLVWpVW $ NLVHEE pUWpN& IHV]OWVpJKH] MyYDO NLVHEE PHUHGHNVpJ ODVVDEE YiOWR]iV WDUWR]LN $ P&N|GpV HJ\pE UpV]OHWHL D GXDOVORSHP&N|GpVpYHOPHJHJ\H]HN
1.7 Multi-slope átalakítók 1. lépés
2. lépés
Ezek szintén a dual-slope elv leszármazottjai. Itt a maximális érzékenység elérése volt a cél. Töltse be a BV_10,CIR állományt és SUyEiOMDD]RQRVtWDQLD]HJ\HVpStWHOHPHNUHQGHOWHWpVpW $P&N|GpVPHJpUWpVpQpODEEyOFpOV]HU&NLLQGXOQLKRJ\DWHUYH]NI célja ezzel a megoldással a nagy érzékenység miatt kis kimeneti IHV]OWVpJJHO ]HPHO LQWHJUiWRU KLEiN NLYpGpVH (QQHN D] D OpQ\HJH hogy a bemeneti feszültség itt mindkét irányú integrálás során az integrátor bemenetén marad, nem kapcsolódik le onnan. Az integrátor csak extra esetekben vesz fel nulla Volt körüli feszültségeket. A töltésegyensúly fenntartása egyébként a dual-slope kapcsolásnál megismert módon van itt is megvalósítva.
_____________________________________________________________________
14
Gyakorlatok
3.lépés
A tranziens analízis beállításainak tanulmányozása, a kapcsolás és a SUXGXNiOWLGIJJYpQ\HNDODSMiQIRJODOMD|VV]HDP&N|GpVOpQ\HJpW
_____________________________________________________________________
15
ANALÓG-DIGITÁL ÁTALAKÍTÓK__________________________________
2. BEMUTATÓ GYAKORLATOK A gyakorlat tárgya:
A/D átalakítók vizsgálata
A gyakorlat célja:
A fontosabb D/A átalakító típusok különféle YL]VJiODWLOHKHWVpJHLQHNEHPXWDWiVD A legelterjedtebb átalakítási elvek megvalósításának bemutatása. $]pStWHOHPHNQHPLGHiOLVMHOOHP]L PLDWWIHOOpSNRUOiWRNEHPXWDWiVD A hibafeltárás és hibelhárítás gyakorlása.
Elméleti alapok:
Dr. Szittya Ottó: Bevezetés az elektronikába.
Az állományok helye: C:\MC5DEMO\DAC\BEGY\
2.1 Feszültség-frekvencia (U/f) átalakítók mint A/D átalakítók $] 8I iWDODNtWiV QDJ\RQ QpSV]HU& D] iWODJIHV]OWVpJ pV iWODJ iUDPpUWpNHN GLJLWDOL]iOiViUD (] W|EE WpQ\H] PLDWW DODNXOW tJ\ $ OHJLQNiEE PHJKDWiUR]y RNRN D N|YHWNH]N D VRURV f kimeneti jel ugyan még nem digitális megjelési forma (hiszen a frekvencia analóg PHQQ\LVpJ GHQDJ\RQN|QQ\&GLJLWDOL]iOQL$IUHNYHQFLDMHOHWN|QQ\& HJ\HWOHQ pUSiURQ WRYiEEtWDQL 8J\DQH]pUW N|QQ\& RSWLNDL FVDWROyYDO D jelforrást a jelfogadótól galvanikusan leválasztani. Az sem elhanyagolható, hogy ezeknél az eszközöknél az átlagértékképzés LGWDUWDPDQDJ\RQHJ\V]HU&HQEHiOOtWKDWy 2.1.1 3UHFt]LG]tWpV&NLVWpVWDONDOPD]y8IiWDODNtWy
_____________________________________________________________________
16
Gyakorlatok 1. lépés
Az U/f átalakítóknak nagyon sok változata van.Ezek közül csak az A/D átalakításra használtat vizsgáljuk.Töltse be a BV_11.CIR állományt.
$] iUDPN|U LJD]iEyO QHP LV 8I iWDODNtWyFpOV]HU&EE OHQQH SXO]XV arány átalakítónak nevezni. A fenti kapcsolás bipoláris. Az Ubemax értéknél a kimeneten nem jelenik meg jel. Az Ubemin bemenet esetén a NLPHQHWHQ D NDSFVROiV P&N|GpVpW LG]tW LPSXO]XVVRUR]DW PLQGHQ SXO]XVD PHJMHOHQLN $ N|]EOV IHV]OWVpJHNHQ D] 8be/Ubemax arányt SRQWRVDQWNU|]Iki/fCLKOHV]D]HUHGPpQ\$N|YHWNH]NEHQHQQHND P&N|GpVQHNDOpQ\HJpWNHOOPHJKDWiUR]QL
2. lépés
Szisztematikusan tervezze meg a bemenetre kapcsolandó feszültség pUWpNHNHW pV H]HN PLQGHJ\LNpYHO YL]VJiOMD PHJ D P&N|GpVW (QQHN
_____________________________________________________________________
17
ANALÓG-DIGITÁL ÁTALAKÍTÓK__________________________________ megvalósításához az alábbiakban megadunk néhány tipikus vizsgálati eredményt:
Az alsó jelcsoportban felül látható a kimeneti impulzussorozat, alatta a NDSFVROiVYH]pUOyUDMHODPLWUHIHUHQFLDyUDMHOQHNLVQHYH]KHWQN
3. lépés
Érdemes felhívni a figyelemet arra, hogy a kapcsolás nem használ komparátort. Az integrátor kimeneti feszültségének figyelését a flipflop bemenete valósítja meg!
_____________________________________________________________________
18
Gyakorlatok
4. lépés
A pulzus-arányt a kimeneti és a bemeneti (óra) impulzussorozat mutatja.Az A/D átalakítás lényegében pulzus-arány mérést jelent. Ezt NpW V]iPOi]yYDO QDJ\RQ N|QQ\& PHJYDOyVtWDQL $] HJ\LNHW D] yUDMHO számláltatja és az a rendeltetése, hogy a kimeneti pulzusokat fogadó másikat kapuzza.
_____________________________________________________________________
19
ANALÓG-DIGITÁL ÁTALAKÍTÓK__________________________________
2.2 .|YHWWtSXV~$'iWDODNtWy 1. lépés
Önmagán belül egy D/A átalakítót, egy oda-vissza számlálót és egy IOLSIORSRW WDUWDOPD] $ P&N|GpV PHJLPHUpVpKH] W|OWVH EH D BV_12.CIR állományt.
2. lépés
$NDSFVROiVDODSMiQKDWiUR]]DPHJDP&N|GpVOpQ\HJpW
3. lépés
$] LGGLDJUDP DODSMiQ KDWiUR]]D PHJ D P&N|GNpSHVVpJ D KHO\HV eredmények szolgáltatásának feltételeit!
Eredmények: D P&N|GNpSHVVpJ OHJDODSYHWEE IHOWpWHOH KRJ\ D kapcsolás negatív visszacsatolást valósítson meg.Ez azt jelenti, hogy ha _____________________________________________________________________
20
Gyakorlatok D '$ NLPHQHW OHPDUDGW D EHPHQHWL IHV]OWVpJWO DNNRU RO\DQ számlálási irányt állítson be a kapcsolás, amely az utoléréshez V]NVpJHV $ N|YHWNH] IHOWpWHO PiU D] HOEEL WHOMHVOpVpQ DODSXO Hiába jó a számlálási irány, ha Ux feszültség gyorsabb, mint amit a '$ NLPHQHWH SURGXNiO (]W DODSYHWHQ D V]iPOiOiVL VHEHVVpJ korlátozza.
4. lépés
Határozza meg, hogy adott órajel frekvencia esetén mekkora maximális VHEHVVpJ& EHPHQHWL MHOHW PHNNRUD IUHNYHQFLiM~ V]LQXV]RV MHOHW NpSHV ez a kapcsolás követni.
2.3 $'pV'$HJ\WWP&N|GpV 1. lépés
Töltse be BV_13.CIR állományt
2.lépés
)LJ\HOMH PHJ D] iWDODNtWyN DONDOPD]iViW JRQGROMD YpJLJ D P&N|GpVW Van-e értelme az ilyen összekapcsolásnak?
3. lépés
Határozza meg, milyen feltételek teljesülésekor használható a kapcsolás.
_____________________________________________________________________
21
ANALÓG-DIGITÁL ÁTALAKÍTÓK__________________________________
_____________________________________________________________________
22
