2-6 .Статичні параметри ПКН (ЦАП)

Характеристика перетворення – залежність вихідної аналогової величини від значень вихідного коду . Вона може бути приведена у вигляді графіка, формули, таблиці. Більшість ЦАП мають лінійну характеристику перетворення. Характерні точки характеристики перетворення: початкова і кінцева точки характеристики перетворення визначаються мінімальним і номінальним значеннями вхідного коду.

Інтервал значень вихідної аналогової величини від початкової до кінцевої крапки називають діапазоном вихідної величини.

Значення дискретної зміни вихідної аналогової величини при зміні значення вхідного коду на одиницю молодшого розряду називають ступенем квантування

,

де - число можливих значень коду.

Характеристики перетворення реальних ЦАП відрізняються від ідеальної форми значенням ступенів і розташуванням щодо осей координат. Ступінь збігу реальної характеристики перетворення з ідеальною визначає точність, яка характеризується поряд відхилень реальної характеристики перетворення від ідеальної і кількісно виражається наступними параметрами:

1.Нелинейность у даній точці характеристики перетворення – це відхилення точки реальної характеристики перетворення від прямій.

Для ЦАП нелінійність визначається в точці характеристики перетворення, де вона по абсолютній величині максимальна.

Нелінійність виражається в долях одиниці молодшого розряду або у відсотках від значення аналогової величини в кінцевій точці характеристики перетворення:

.

2.Диференціальна нелінійність – це відхилення дійсних ступенів квантування від їх середнього значення.

Для ЦАП указується значення диференціальної нелінійності тієї точки характеристики, де це значення по абсолютній величині максимально.

або .

3.Монотонність – незмінність знаку приросту вихідної величини при послідовній зміні значення вхідного коду. Умову монотонності можна записати у вигляді:

.

4.Коефіцієнт перетворення – крутизна прямої, що апроксимує дійсну характеристику перетворення.

По числовому значенню і розмірності коефіцієнт перетворення співпадає з середнім значенням ступеня квантування. Відхилення дійсної характеристики перетворення від номінальної із-за відмінності коефіцієнта перетворення зазвичай оцінюють в кінцевій крапці характеристики перетворення або в тій крапці, де це відхилення приймає максимальне значення і називається максимальним відхиленням вихідної величини.

Можливо також відхилення характеристики перетворення від номінальної у вигляді паралельного зрушення. Його оцінюють відносно початки координат і називають напругою зсуву нуля вихідної аналогової величини.

Приведені вище параметри характеризують точність ЦАП в певних незмінних умовах експлуатації.

Для опису поведінки ЦАП в умовах змінних зовнішніх дій використовують параметри, що характеризують стабільність ЦАП в цих умовах. До них відносяться температурні коефіцієнти параметрів і коефіцієнти впливу нестабільності напруги джерел живлення.

5. Допустима напруга на виході – це інтервал значень напруги, в межах якої зміна вихідного струму не перевищує заданого значення.

Динамічні параметри цап.

У вимірювальних приладах в більшості випадків ЦАП працюють при значеннях кодів, що безперервно змінюються, на входах. Прочитування інформації з виходу ЦАП повинне проводитися тільки після закінчення всіх перехідних процесів в нім. Тому для ЦАП визначаються динамічні параметри, що характеризують перехідні процеси в нім.

Час встановлення вихідного сигналу – час від моменту зміни коду на виходах ЦАП до моменту, коли значення вихідної аналогової величини відрізняється від сталого на задану величину. В більшості випадків приводитися час встановлення при стрибкоподібній зміні вхідного коду від мінімального до максимального значення і навпаки, коли вихідна величина відрізняється від сталого значення не більше 0.5 одиниці розряду, в ту або іншу сторону.

Час затримки розповсюдження – час від моменту досягнення вхідним рівнем половини амплітуди до моменту досягнення вихідний аналоговою величиной половини сталого значення .

Час наростання – час, за який вихідна аналогова величина змінитися від 0.1 до 0.9 сталого значення .

Швидкість наростання – відношення приросту аналогової величини до часу наростання, за яке відбувся цей приріст.

Час перемикання перетворення – час від моменту зміни вхідного коду до моменту досягнення вихідний аналоговою величиною 0.9 від сталого значення.

2-7 .Перетворювач часовий інтервал-код, сирукт.сх., алгоритм роботи,погрешности.

Вимірювальне перетворення тимчасового інтервалу в код є найбільш поширеним у вимірювальній техніці. Перетворювачі даного типу використовуються як для вимірювання безпосередньо інтервалів часу так і для визначення відстаней, швидкості, розповсюдження хвильових процесів, входить як складова частина в АЦП частота-код, фаза-код, напруга (струм) -код.

Достоїнствами перетворювачів часовий інтервал-код є їх простота і можливість отримання високої точності.

У перетворювачах часовий інтервал-код використовується класичний метод послідовного рахунку, при якому вимірюваний часовий інтервал заповнюється імпульсами тактового генератора стабільної частоти. Часовий інтервал визначається шляхом підрахунку числа імпульсів, що укладаються в перетворюваному тимчасовому інтервалі.

Рівняння урівноваження:

Погрішності даного перетворювача: від квантування, нестабільності частоти генератора квантуючих імпульсів, дрейфу нуля формувачів імпульсів, нерівності часів затримок проходження імпульсів через формувачі, від наявності випадкового шуму у вхідному сигналі.

Погрішність від квантування:

Максимальна погрішність: .

Відносна погрішність: (при вимірюванні періодів ).

Середньоквадратична похибка: .

Погрішність від квантування зменшується шляхом зменшення періоду квантуючих імпульсів, а також збільшенням числа періодів, що заповнюються квантуючими імпульсами.

Погрішність від нестабільності частоти генератора квантуючих імпульсів. Вона виникає із-за вимірювання періоду під впливом впливаючих чинників.

Якщо можна визначити мінімальну можливе вимірюване значення тимчасового інтервалу, при якому помилка від нестабільності не перевищує погрішності від квантування: