2016.10.26 digitalteknikk - adc og dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18 - v.03 Sven Åge Eriksen Fagskolen Telemark

1. DAC.
ADC
DAC.
ADC .
ADC
DAC
DAC.
ADC
26.10.2016
DIGITALTEKNIKK
ADC
DAC

2. FØRST LITT HMS:
SYKLER DU TIL JOBBEN ?
HAR BILEN VIKEPLIKT ?
1 SYKLIST BLIR DREPT HVER MND I TRAFIKKEN I NORGE

4. UNIVERSET: ANALOGT ELLER DIGITALT ?

5. Studieveiledning til WEB
Onsdag 26/10-16: 16:00 – 20:00
.
2.kl BYAU 2015-2018, klasserom Gyda
Emne 05, Elektroniske systemer
ADC og DAC
Sven Åge Eriksen, sven.age.eriksen@t-fk.no, tlf 416 99 304, Fagskolen Telemark
Kildemateriale:
Lærebok Elektroniske systemer, GYLDENDAL, ISBN 978-82-05-27456-3
Egne notater og bilder / figurer fra Internett

6. Kompendium side 1

7. Kompendium side 1

8. Kompendium side 3

9. Kompendium side 1

10. 2 – tallsystemet – det binære tallsystemet
Grunntallet er 2 - Det er 2 mulige verdier: 0 og 1
Tallposisjonene
har forskjellig
vektlegging:
1. tallposisjon har verdien: 20 = 1
2. tallposisjon har verdien: 21 = 2
3. tallposisjon har verdien: 22 = 4
4. tallposisjon har verdien: 23 = 8
5. tallposisjon har verdien: 24 = 16
6. tallposisjon har verdien: 25 = 32
7. tallposisjon har verdien: 26 = 64
8. tallposisjon har verdien: 27 = 128
9. tallposisjon har verdien: 28 = 256
10. tallposisjon har verdien: 29 = 512

11. 2 – tallsystemet – det binære tallsystemet
Grunntallet er 2 - Det er 2 mulige verdier: 0 og 1
Tallposisjonene
har forskjellig
vektlegging:
11. tallposisjon har verdien: 210 = 1024
12. tallposisjon har verdien: 211 = 2048
13. tallposisjon har verdien: 212 = 4096
14. tallposisjon har verdien: 213 = 8192
15. tallposisjon har verdien: 214 = 16384
16. tallposisjon har verdien: 215 = 32768
17. tallposisjon har verdien: 216 = 65536

13. Gigabyte (GB) er måleenhet
for datalagringskapasitet. En
gigabyte (utledet fra SI-
prefikset giga-) er en enhet for
informasjon eller
datalagringskapasitet, og betyr
enten nøyaktig én milliard
bytes (10003 eller 109) eller
omtrent 1,07 milliarder bytes
(10243). For å minske
forvirringen rundt dette er det
innført en enhet gibibyte
som alltid betyr 1 073 741 824
(10243 eller 230) bytes.

14. 20 = 1
21 = 2
22 = 4
23 = 8
24 = 16
25 = 32
26 = 64
27 = 128
28 = 256
29 = 512
210 = 1 024
211 = 2 048
212 = 4 096
213 = 8 192
214 = 16 384
215 = 32 768
216 = 65 536
217 = 131 072
218 = 262 144
219 = 524 288
220 = 1 048 576
221 = 2 097 152
222 = 4 194 304
223 = 8 388 608
224 = 16 777 216
225 = 33 554 432
226 = 67 108 864
227 = 134 217 728
228 = 268 435 456
229 = 568 870 912
230 = 1 073 741 824
231 = 2 147 483 648
AD / DA – OMFORMERE FINNES NORMALT I 6 – 30 BIT, f.eks 6, 8, 12, 16, 20, 24, 30
210 = 1 024 = 1K 220 = 1 048 576 = 1M 230 = 1 073 741 824 = 1G

15. DIGITAL / ANALOG ILLUSTRASJON:
Digital: Trinnvis
Analog: Kontinuerlig
(bølge)

16. DAC:DIGITAL-ANALOG
ADC: ANALOG-DIGITAL

18. Digitale systemer jobber med digitale signaler:

19. Digitale systemer jobber med digitale signaler:

23. DAC:
ADC:

24. Elektroniske systemer side 97
AD- og DA - OMFORMERE

25. Fra målebrua går signalet til en AD-omformer
Oppgave 10, kap 2:
I både oppgave a) og b) er målebrua balansert, dvs at det ikke går noen strøm gjennom
galvanometerkretsen, da blir formelen enkel. Alle resistansene må være like eller forholdet mellom 2 og
2 overfor hverandre må være like, slik at spenningen ved D og B er like.
Ved balansert målebru er R2/R1 lik Rx/R3,
da vil spenningen ved D og B være like.
Det sto feil formel i vedlegget i FRONTER, men
jeg rettet det 23/9.
Målebru fungerer som en vekt:

26. Båndvekter bruker Wheatstone målebru til å
beregne hvor mye materiale som passerer båndet

27. Siloer bruker ofte Wheatstone målebru til å
beregne hvor mye materiale som er i siloen

28. Elektronikk og data, Kåre Øen -02, side 13

29. HVA ER DETTE ?

30. HVA ER DETTE ?

31. HVA ER DETTE ?

32. HVA ER DETTE ?

36. Elektroniske systemer side 97
DA - OMFORMER

37. Elektroniske systemer side 97
DA - OMFORMER
Hva slags operasjonsforsterkerkobling er dette ?

38. Elektroniske systemer side 97
DA - OMFORMER
INVERTERENDE SUMMERENDE FORSTERKER

39. Elektroniske systemer side 98
DA - OMFORMER

40. Elektronikk og data, Kåre Øen -02, side 15

41. Elektronikk og data, Kåre Øen -02, side 15

42. Elektroniske systemer side 98
DA – OMFORMER: Normalt 6-32 bit

43. Elektroniske systemer side 98
DA - OMFORMER

44. Elektroniske systemer side 98
DA - OMFORMER
Figur 3.54 Tilkobling av en åttebiters DA-omformer til en 8-bits databuss

45. DA – OMFORMER
Oppgave:
Analogt utgangssignal skal være
0 – 10 VDC
Hvor mange volt får du i oppløsning med en 4-bits DAC ?
Hvor mange volt får du i oppløsning med en 8-bits DAC ?
Hvor mange volt får du i oppløsning med en 12-bits DAC ?
Hvor mange volt får du i oppløsning med en 16-bits DAC ?
Hvor mange volt får du i oppløsning med en 30-bits DAC ?

46. 20 = 1
21 = 2
22 = 4
23 = 8
24 = 16
25 = 32
26 = 64
27 = 128
28 = 256
29 = 512
210 = 1 024
211 = 2 048
212 = 4 096
213 = 8 192
214 = 16 384
215 = 32 768
216 = 65 536
217 = 131 072
218 = 262 144
219 = 524 288
220 = 1 048 576
221 = 2 097 152
222 = 4 194 304
223 = 8 388 608
224 = 16 777 216
225 = 33 554 432
226 = 67 108 864
227 = 134 217 728
228 = 268 435 456
229 = 568 870 912
230 = 1 073 741 824
231 = 2 147 483 648
AD / DA – OMFORMERE FINNES NORMALT I 6 – 30 BIT, f.eks 6, 8, 12, 16, 20, 24, 30
210 = 1 024 = 1K 220 = 1 048 576 = 1M 230 = 1 073 741 824 = 1G

47. DA – OMFORMER OPPGAVE LØSNING:
Analogt signal er 0 – 10 VDC
.
Hvor mange volt får du i oppløsning med en 4-bits DAC ?
Oppløsning = 10/16 = 0,625V ( 10 / 24 )
Hvor mange volt får du i oppløsning med en 8-bits DAC ?
Oppløsning = 10/256= 39,1mV ( 10 / 28 )
Hvor mange volt får du i oppløsning med en 12-bits DAC ?
Oppløsning = 10/4096= 2,44mV ( 10 / 212 )
Hvor mange volt får du i oppløsning med en 16-bits DAC ?
Oppløsning = 10/65536 = 0,153mV ( 10 / 216 )
Hvor mange volt får du i oppløsning med en 30-bits DAC ?
Oppløsning = 10/ 1 073 741 824 = 9,31nV ( 10 / 230 )

48. Elektroniske systemer side 99
AD - OMFORMER
Kan dere gi eksempler der en gjør om fra analoge til digitale
signaler og hvorfor det er behov for dette ?

49. Elektronikk og data, Kåre Øen -02, side 13

50. Elektronikk og data, Kåre Øen -02, side 13

51. Elektronikk og data, Kåre Øen -02, side 14

52. Elektronikk og data, Kåre Øen -02, side 14

53. Elektroniske systemer side 99
AD - OMFORMER

54. Elektroniske systemer side 100
AD - OMFORMER

55. Elektroniske systemer side 100
AD - OMFORMER

56. AD – OMFORMER
Oppgave:
Analogt signal er 0 – 256 VDC
Hvor mange volt får du i oppløsning med en 4-bits ADC ?
Hvor mange volt får du i oppløsning med en 8-bits ADC ?
Hvor mange volt får du i oppløsning med en 12-bits ADC ?
Hvor mange volt får du i oppløsning med en 16-bits ADC ?
Hvor mange volt får du i oppløsning med en 16-bits ADC ?

57. 20 = 1
21 = 2
22 = 4
23 = 8
24 = 16
25 = 32
26 = 64
27 = 128
28 = 256
29 = 512
210 = 1 024
211 = 2 048
212 = 4 096
213 = 8 192
214 = 16 384
215 = 32 768
216 = 65 536
217 = 131 072
218 = 262 144
219 = 524 288
220 = 1 048 576
221 = 2 097 152
222 = 4 194 304
223 = 8 388 608
224 = 16 777 216
225 = 33 554 432
226 = 67 108 864
227 = 134 217 728
228 = 268 435 456
229 = 568 870 912
230 = 1 073 741 824
231 = 2 147 483 648
AD / DA – OMFORMERE FINNES NORMALT I 6 – 30 BIT, f.eks 6, 8, 12, 16, 20, 24, 30
210 = 1 024 = 1K 220 = 1 048 576 = 1M 230 = 1 073 741 824 = 1G

58. AD – OMFORMER OPPGAVE LØSNING:
Analogt signal er 0 – 256 VDC
.
Hvor mange volt får du i oppløsning med en 4-bits ADC ?
Oppløsning = 256/16 = 16V (28 / 24 )
Hvor mange volt får du i oppløsning med en 8-bits ADC ?
Oppløsning = 256/256= 1V (28 / 28 )
Hvor mange volt får du i oppløsning med en 12-bits ADC ?
Oppløsning = 256/4096= 62,5mV (28 / 212 )
Hvor mange volt får du i oppløsning med en 16-bits ADC ?
Oppløsning = 256/65536 = 3,9mV (28 / 216 )
Hvor mange volt får du i oppløsning med en 32-bits ADC ?
Oppløsning = 256/ 1 073 741 824 = 23,8nV (28 / 230 )

59. Elektroniske systemer side 100
AD - OMFORMER

60. Elektroniske systemer side 100
AD - OMFORMER

61. Elektroniske systemer side 100
AD - OMFORMER

62. Elektroniske systemer side 100
AD - OMFORMER