Формирование пилообразного напряжения с заданной погрешностью.... (см задание)

Данная передаточная погрешность может быть измерена и компенсирована путем масштабирования выходных значений.

При реально-временной компенсации часто используется целочисленная арифметика, т.к. вычисления с плавающей точкой выполняются гораздо дольше. Таким образом, для достижения наилучшей точности измерения отклонения наклона оно должно быть выполнено как можно далее от нулевого значения. Чем выше значения, тем лучше точность измерения. Пример передаточной функции 3-разрядного АЦП с передаточной погрешностью показан на рис. 12.

Рис. 12. Положительная (а) и отрицательная (б) передаточная погрешность.

Для измерения передаточной погрешности необходимо увеличивать входное напряжение от 0 до достижения последнего интервала преобразования. Масштабирующий коэффициент для компенсации передаточной погрешности равен отношению идеального выходного значения посредине последнего интервала дискретизации и фактического значения в этой же точке.

На рисунке (а) выходное значение достигло предела еще до достижения максимума входным напряжением. Вертикальная размерная линия показывает середину последнего выходного интервала дискретизации. Идеальное выходное значение для данного входного напряжения равно 5,5, таким образом, масштабирующий коэффициент равен 5,5/7.

На рисунке (б) выходное значение достигло только 6 при достижении входным напряжением максимума. В итоге присутствует отрицательное отклонение от фактической передаточной функции. Для этого случая идеальное выходное значение посередине последнего интервала преобразования равно 7,5, а масштабирующий коэффициент 7,5/6.

Алгоритм изерения передаточной погрешности представлен на рис. 13 .

Рис. 13. Алгоритм изерения передаточной погрешности.

После компенсации погрешности смещения и передаточной погрешности фактическая передаточная функция должна совпадать с передаточной функцией совершенного АЦП. Однако ввиду нелинейности АЦП фактическая кривая может слегка отклоняться от совершенной кривой, даже если обе кривые совпадают в районе 0 и в точке измерения передаточной погрешности. Имеется два способа измерения нелинейности; оба метода описаны ниже. На рис. 14 показаны примеры для обоих методов измерения.

Рис. 14. Методы измерения нелинейности АЦП.

Интегральная нелинейность (ИНЛ) — максимальное отклонение по вертикали между фактической и совершенной кривыми преобразования АЦП.

Дифференциальная нелинейность (ДНЛ) — максимальное и минимальное отклонения фактической ширины интервала от ширины интервала совершенного АЦП.

Очень важно, что бы измерение ИНЛ и ДНЛ выполнялось после компенсации погрешности смещения и передаточной погрешности. В противном случае в результат измерения будут входить указанные погрешности и, следовательно, полученные значения ДНЛ и ИНЛ не будут соответствовать действительности.

Нелинейность не может быть компенсирована с помощью простых вычислений. Для этого необходима либо полиноминальная аппроксимация, либо таблицы преобразования. Однако типичные значения ИНЛ и ДНЛ для 8-разрядных АЦП микроконтроллеров составляют ½ мл. разр. и редко влияют на жизнеспособность приложений.

Погрешность полной шкалы — относительная разность между реальным и идеальным значениями предела шкалы преобразования при отсутствии смещения нуля ;

дА=(щА/А)*100%

Погрешность смещения нуля — значение Uвх, когда входной код ЦАП равен нулю. Является аддитивной составляющей полной погрешности. Обычно определяется по формуле ;

щА=А-h/2

Ïîãðåøíîñòè ëèíåéíîñòè õàðàêòåðèñòèêè ïðåîáðàçîâàíèÿ íå ìîãóò áûòü óñòðàíåíû ïðîñòûìè ñðåäñòâàìè, ïîýòîìó îíè ÿâëÿþòñÿ âàæíåéøèìè ìåòðîëîãè÷åñêèìè õàðàêòåðèñòèêàìè ÀÖÏ.

Заключение

.

Внедрение в электронную аппаратуру интегральных микросхем в значительной мере изменило методы проектирования и производства различной радиоэлектронной аппаратуры, повысило ее надежность и экономичность при одновременном уменьшении габаритов и веса.

Благодаря интегральным микросхемам значительно расширилось внедрение радиоэлектроники в различные области науки и техники. Применение современной элементной базы позволило не только усовершенствовать старые, но и создать новые методы проектирования, конструирования и производства радиоаппаратуры и привело к новым разработкам в микропроцессорной системе. Малые габариты, масса, потребляемая мощность, высокая надежность, долговечность и большое множество функционального назначения дали создать новейшие устройства во всех сферах применения интегральных микросхем.

Для сокращения времени проектирования устройств с АЦП рядом фирм-производителей ИМС предлагаются специальные демонстрационные платы.

Микропроцессор изменил характер проектирования цифровых устройств. Вместо разработки схем при использовании микропроцессоров составляются программы. Это ускоряет, удешевляет проектирование, обеспечивается легкость внесения изменений в способ функционального устройства, осуществляется путем замены хранящейся в ЗУ программы новой программой.

В данном курсовом проекте разработано устройство формирования пилообразного напряжения с заданной погрешностью и разработан основной алгоритм работы устройства.

6. Список используемой литературы.

1. П. Хоровиц, У. Хилл «Искуство схемотехники» 3 том. Москва «Мир» 1993.

2. Богданович М. И., Грель И. Н. «Цифровые интегральные микросхемы». Минск «Беларусь», 1991

3. Федерков Б. Г., Телец В. А., «Микросхемы ЦАП и АЦП: функционирование, параметры, применение.» М.: Энергоиздат, 1990.

4. Сташин В. В., Урусов А. В., Мологонцева О. Ф. Проектирование цифровых устройств на однокристальных микроконтроллерах. М.: Энергоатомиздат, 1990.

5. Гуров В. В., Рыбаков А. А. Лабораторный практикум «Разработка микропроцессорных систем на основе однокристальных микроконтроллеров». М.: МИФИ, 2000

6. Справочник под ред. В. А. Шахнова «Микропроцессоры и микропроцессорные комплекты интегральных микросхем», том 2, Москва «Радио и связь», 1988.

7. Предко М. «Руководство по микроконтроллерам» М.: Постмаркет, 2001, (2 тома)

Формирование пилообразного напряжения с заданной погрешностью.