View
229
Download
2
Category
Preview:
Citation preview
A/D I D/A KONVERZIJA
ANALOG-DIGITAL & DIGITAL-ANALOGCONVERSION
DIGITALNA ELEKTRONIKAElektronski fakultet - Niš
analogno-digitalni
konvertorADC
digitalno-analognikonvertor
DAC
analog-to-digital converter
ADC
digital-to-analogconverter
DAC
DIGITALNI SISTEM UPRAVLJANJA SA ANALOGNIM ULAZIMA/IZLAZIMA
UZORKOVANJE
KVANTOVANJE
KODOVANJE
A/D
REGENERISANJE
DEKODOVANJED/A
Uianalog
Uoanalog
Veličina napona u digitalnom obliku
OBRADA U DIGITALNOM
DOMENU
Operacije pri A/D i D/A konverziji
Uzorkovanje( Semplovanje )
UZORKOVANJE( Ideal Sampling )
NYQUIST’S THEOREM: fs > 2f1
UZORKOVANJE( Real Sampling )
SAMPLE-AND-HOLD CIRCUIT
A2A1
Ch
AnalogInput
To ADCinput
Ts = 1/fs
KOLO ZA UZORKOVANJE I DRŽANJE
KVANTOVANJE
Uamin
Uamax
~~
000000000100010
11111
ΔVΔV=Ups/(2n-1)
For an n - bit converter
1 LSB = ΔV
Idealna prenosna funkcija DAC-a
OFFSET ERROR - GREŠKA OFSETA
UTICAJ OFSET GREŠKE NA OPSEG KONVERZIJE
GAIN ERROR - GRŠKA POJAČANJA
Offset, gain, and full-scale errors
GREŠKA POJAČANJA REDUKUJE OPSEG KONVERZIJE
Differential Nonlinearity (DNL) ErrorGreška diferencijalne nelinearnosti
DNL error: no missing codes
DNL error: Code 10 is missing.DNL error: At AIN* the digital code can be one of three
possible values. When the input voltage is swept, Code 10 will be missing.
DNL error: no missing codes
Absolute Accuracy(Total) Error
Voltage-reference-drift requirements relate to ADC resolution
GREŠKE A/D I D/A KONVERZIJE• Greška kvantovanja
• Greške nelinearnosti (greška ofseta i greška pojačanja)
• Greške dinamičke nelinearnosti
• Greške usled temperaturne nestabilnosti
• Greške usled nestabilnosti napona napajanja
• Greške usled starenja
• Greške usled šumova
D/A KONVERTORI
• SA TEŽINSKOM OTPORNOM MREŽOM
• SA LESTVIČASTOM OTPORNOM MREŽOM
D/A KONVERTOR SA TEŽINSKOM OTPORNOM MREŽOM
Četvorobitni D/A konvertor sa lestvičastom otpornom mrežom
D/A konvertor sa kratkim vremenom postavljanja
A/D KONVERTORI
1. SA DIREKTNOM KONVERZIJOM• Podatak po podatak - simultani (flach)• Bit po bit - sa sukcesivnom aproksimacijom• Kvant po kvant - brojački
2. SA POSREDNOM KONVERZIJOM•V/F konvertori•V/T konvertori
A/D konvertor sa paralelnim komparatorima
A/D konvertor sa sukcesivnim aproksimacijama
Promena napona DAK tokom A/D konverzije
Logička šema A/D konvertora sa sukcesivnim aproksimacijama
Jedna realizacija A/D konvertora sa sukcesivnim aproksimacijama
CLR
1C
LK9
1D3
1Q2
2D4
2Q5
3D6
3Q7
4D11
4Q10
5D13
5Q12
6D14
6Q15
U?MC74HC174
34U?B
HC05
56U?C
HC05
1 2
U?A
HC05
1312U?F
HC05
1110U?E
HC05
98U?D
HC05
R?RES2
GND GND
+5V
123
U?A
SN74
HC
0012
3U
?ASN
74H
C00
123
U?A
SN74
HC
001213
12U
?ASN
74H
C10
U?
KO
NV
ERZI
JA U
TO
KU
U?
KRAJ KONVERZIJE
1 2U?A
HC04
123
U?A
SN74
HC
0012
3U
?ASN
74H
C00
123
U?A
SN74
HC
001213
12U
?ASN
74H
C10
123
U?A
SN74
HC
0012
3U
?ASN
74H
C00
123
U?A
SN74
HC
001213
12U
?ASN
74H
C10
123
U?A
SN74
HC
0012
3U
?ASN
74H
C00
123
U?A
SN74
HC
001213
12U
?ASN
74H
C10
R?
R
R?
R
R?
R
R?
2R
R?2R
R?2R
R?2R
R?2R
R?
2R
R?
OPAMP
R?
R
R?
R
R?
R
R?
R
GND
R?2R
R?
OPAMP
Vx
91011
8
U?C
SN74HC10
12
1312
U?A
SN74HC10
12U?A
HC04
C?
CAPACITOR
R?RES2
R?RES2
R?
RES2
S?
SW SPDT
GND
+5V
GND+5V
C?
1nF
R?
RES2
GND
12 U?AHC04
R?
LD+5V
12 U?AHC04
R?
LD+5V
12 U?AHC04
R?
LD+5V
12 U?AHC04
R?
LD+5V
R?RES2
R?RES2
U?
START KONVERZIJE
R?RES2
+5V
R?
RES2
+5V
+5V
Prateći A/D konvertor
Vremenski dijagram pratećeg A/D konvertora
Serijski A/D konvertor sa referentnim D/A konvertorom
Vremenski dijagrami kod serijskog ADC-a
A/D konvertor sa dvojnim nagibom
Vremenski dijagrami A/D konvertora sa dvojnim nagibom
Sigma - Delta A/D konvertor
R
R
P
+
_
R
R
+
_
C
+
_
DIGITALNI
D Q
Q FILTAR
Qn-1
Q1Q0 D
igita
lna
vred
nost
A
K
-Vr
+Vr
Takt
Va
Uul
Vi
Uul = t1 - t2t1+t2 Vr
BIPOLAR OFFSET ERROR
Calibrating bipolar offset error. (Note: The stair-step transferfunction has been replaced by a straight line, because this
graph shows all codes andthe step size is so small that the line appears to be linear.)
KALIBRACIJA GREŠKE OFSETA
Integral Nonlinearity (INL) Error
APERTURE ERROR
Recommended