Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z działaniem i sposobami programowania kart przetworników analogowo-cyfrowych oraz z metodami analizy przebiegów wolnozmiennych.
W ramach tego ćwiczenia konieczne jest napisanie programu obsługi karty przetwornika A/C. Program może być napisany w dowolnym języku programowania, z wykorzystaniem lub bez standardowych bibliotek dostarczonych razem z kartą. Program powinien posiadać możliwość wizualizacji przebiegu sygnału oraz zapisywać dane do zbioru.
Do zaliczenia ćwiczenia konieczne jest:
- Przetestowanie i wyskalowanie programu przy wykorzystaniu impulsów z generatora sinusoidalnego.
- Zarejestrowanie zadanego przebiegu wolnozmienneego.
- Analiza przebiegu z wykorzystaniem oprogramowania komercyjnego (Matlab) lub własnego.
- Sporządzenie sprawozdania (w formie papierowej lub elektronicznej) zawierającego:
- krótki opis działania przetwornika analogowo-cyfrowego
- instrukcję obsługi programu akwizycji przebiegu
- wykres zarejestrowanego przebiegu
- podstawy teoretyczne przeprowadzonej analizy
- wyniki analizy przebiegu
- wnioski wynikające z przeprowadzonego doświadczenia
Przetwarzanie ciągłego sygnału analogowego na sygnał cyfrowy polega na dyskretyzacji sygnału w czasie czyli jego próbkowaniu, dyskretyzacji wartości sygnału czyli kwantowaniu oraz na kodowaniu uzyskanego sygnału dyskretnego. Próbkowanie następuje przez kolejne pobieranie próbek wartości sygnału w pewnych odstępach czasu, w taki sposób, aby ciąg próbek umożliwiał jak najwierniejsze odtworzenie całego przebiegu funkcji. Kwantowanie przebiegu analogowego polega na przyporządkowaniu każdej próbce skończonej liczby poziomów amplitudy, odpowiadającym dyskretnym wartościom od zera do pełnego zakresu.
Konwersji napięcia na kod cyfrowy można dokonać na wiele różnych sposobów. Wśród metod konwersji stosowanych w przetwornikach scalonych wyróżnić można trzy grupy:
- metoda konwersji bezpośredniej (jej zaletą jest szybkość, wadą konieczność wytworzenia układów zawierających dużą liczbę jednakowych komparatorów, układy realizujące tę metodę określa się często mianem przetworników wizyjnych);
- metody pośrednie (wejściowy sygnał analogowy jest zamieniany na proporcjonalną do niego wielkość pomocniczą - w metodach czasowych jest to czas ładowania kondensatora, w częstotliwościowych jest to częstotliwość impulsów);
- inne metody.
Literatura:
- J.L. Kulikowski, Komputery w badaniach doświadczalnych, PWN, Warszawa 1993, str. 84-90.
- M. Łakomy, J. Zabrodzki, Scalone przetworniki analogowo-cyfrowe i cyfrowo-analogowe, PWN, Warszawa1985, str. 11-21.
- Z. Kulka, A. Libura, M. Nadachowski, Przetworniki analogowo-cyfrowe i cyfrowo-analogowe, WKiŁ, Warszawa 1987.