3. Měřicí převodníky, číslicově-analogové převodníky. 4. Analogově-číslicové převodníky

Transkript

1 3. Měřicí převodníky, číslicově-analogové převodníky převodníky sřední hodnoy převodníky efekivní hodnoy, analogové násobičky, číslicově-analogové převodníky 4. Analogově-číslicové převodníky pincip kvanování a vzokování inegační převodníky (dvojí inegace, s mezipřevodem f, Σ převodníky) převodníky s posupnou apoximací převodníky s paalelní kompaací X38MCO P3 P4

2 Převodníky sřední hodnoy Neřízené usměňovače (akivní) inveující i neinveující i i u u u u FIL AČP i FIL AČP,ef ;,,sř,ef,ef I,sř,,I,sř i () i () ( ),sř,sř,sř,i,ef,sř,ef,, I,ef ( ),sř,sř I sř Poznámka: Obě zapojení vyžadují zv. plovoucí záěž. Má-li bý záěž uzemněna, musí bý použi ozdílový zesilovač nebo usměňovač se dvěma OZ. X38MCO P3 P4

3 Řízené usměňovače u ef u ř u () u () u ϕ u ř () ŘO Vekovolme u () u ef () ŘÍZENÝ MĚ. u, (); u,9 () VAO- VAČ 9 o o FIL u ř, (); u ř,9 () 9 o VAO- VAČ, ;,9 ; u ř,9 ř, ϕ Im e Po odfilování sřídavých složek dolnofekvenční popusí je sejnosměná složka napěí, na výsupu řízeného usměňovače úměná eálné složce měřeného fázou. Posuneme-li řídicí napěí o 9 (π/), odpovídá sejnosměná složka napěí,9 složce imaginání., m cosϕ π ef cosϕ π X38MCO P3 P4 3

4 u / zv Elekonické převodníky efekivní hodnoy (E M o DC convee) impliciní převodník (např. IO AD 637) - nejpoužívanější u x () u zv ud Dolnof. popus ux d ZV Dosažielná přesnos: deseiny %; fekvenční ozsah:?? převodník s eploně závislými pvky pincip: u () zv OZ OZ uxd uxd pakická ealizace: polovodičové sukuy, (např. dvojice epelně oddělených anzisoů vyhřívaných odpoy, eplou snímá přechod báze-emio) C C Dosažielná přesnos: až seiny % i po velký činiel výkyvu X38MCO P3 P4 4

5 Převodníky po měření součinu (násobičky) Násobička logaimus-exponenciela (log-anilog) u ln u ln u ln u ln u.u ln x u ln x ln u ypické paamey: f : desíky khz; ~,,5 % e x u 3 exp(ln u u ) u u Funkce logaimu je definována pouze po kladný agumen Nelze přímo násobi sřídavá napěí Možné řešení: - supepozice sejnosměné složky - využií pomocných obvodů po indikaci okamžié polaiy vsupních napěí a řízení výsupu Násobička s řízeným odpoem popř. řízeným zesílením ealizace: P - napěťově řízený odpo lineaizovaný unipolání anziso napájený napěím řízeným poudovým zdojem - ozdílový supeň s bipoláními anzisoy s napěím řízeným zdojem emioových poudů u i k u ypické paamey: k u u f : desíky khz až desíky MHz; ~, - % u 3 i k u k u k u.u X38MCO P3 P4 5

6 Příklady 4-biového AČP Číslicově analogové převodníky MB LB O z 3 z z z 8I 4I I I n i O I zi ; zi, i z 3 / /4 /8 z z z O O n O 6 i z, i i z i ; MB LB X38MCO P3 P4 6 O

7 Pincip kvanování a vzokování 7 u u Kvanovací kok (LB) Min. chyba převodníku ½ kvanovacího koku P P < P doba převodu (někeé převodníky vyžadují změnu vsup. veličiny během převodu menší než ½ LB) peioda vzokování; f / Vzokovací (hanonův-koělnikovův) eoém: - vzokován fekvenčně omezený signál, mezní fekvence f M (např. nejvyšší hamonická, keou je řeba vzí v úvahu), - vzokovací fekvence f. Plaí-li f f M, lze původní signál ekonsuova s libovolnou přesnosí. X38MCO P3 P4 7

8 Analogově číslicové převodníky Inegační AČP a) s dvouakní inegací X P u i Inegáo C u i NK u i X ' X éiové ušení (po k uš se neuplaní) ' P ŘL u u i() i() KO f H DČ Xd X C C ; O d C O C N O X ; O X; X C C N ypická doba převodu: desíky ms; Použií: Číslicové mulimey (modifikace dle ozlišení) X38MCO P3 P4 8 O O ' u i N Nulování číače

9 Inegační AČP b) s mezipřevodem napěí-kmioče C I i NK f Měření napěí: f g P H P PG Číač Dekodé zobaz. C P u i d C P P P f P d P P N Měření inegálu napěí (číslicová inegace): f (N ) Dělička Číač Dekodé zobaz. Použií: Číslicové wamey a elekoměy Okamžiá fekvence: f N /, N f ku & X38MCO P3 P4 9 N k u d

10 Inegační AČP c) se Σ moduláoem C I u i f NK C Q D D ČF f /N f a) u i jednobiový ČAP D () () - Pincip vyovnání náboje - celkový náboj přivedený ze vsupu se ovná náboji přivedeného z -biového ČAP b) - / u i av po a po - / a) b) - / D X38MCO P3 P4

11 c) > f LB u i D,,,,,3,3,8,8 Číslicový fil vyhodnocuje čenos log a log ( sřední hodnou ) za N hodinových pulsů ypický poče biů: - 4 (dle převzokování, j. dle hodnoy N) ypická doba převodu: sovky ns až desíky µs (dle převzokování, j. dle hodnoy N) Použií: akusické aplikace, AČ moduly řídicích počíačů, digializace signálu ze senzoů X38MCO P3 P4

12 Kompenzační AČP X NK A KO Algoimus vyvažování: Posupná apoximace ČAP MB 3 /4 ČAP ČAP LB N Po dobu převodu se vsupní napěí nesmí vsupní napěí měni o více než je ozlišení převodníku (j. napěí, odpovídající ½ LB) X / /4 MB LB ypický poče biů n: - 4 (ozlišení / n ) ypická doba převodu: desíky µs Použií: AČ moduly řídicích počíačů, digializace signálu ze senzoů n i X zi ; zi, i X X38MCO P3 P4

13 Kompaační AČP paalelní kompaace (FLAH) LB / X NK NK NK 3 NK k Dekodé m z k na binání kód k n - Binání výsup ypický poče biů n: 8 (55 kompaáoů) Doba převodu:,4 až 5 ns (vyšší vzokovací ychlosi se dosahuje cyklickým vzokováním více převodníky) Použií: Osciloskopy s číslicovou paměí / Kompaační AČP séio-paalelní kompaace ypický poče biů n: až 4 Doba převodu: ns až µs X38MCO P3 P4 3