Enchipsdatorns gränssnitt mot den analoga omvärlden Erik Larsson Analog/Digital (A/D) och Digital/Analog (D/A) omvandling AD omvandling DA omvandling Motivation - -.2.4.6.8 -.2.4.6.8 - -.2.4.6.8 Analog/Digital (AD) omvandling Digital/Analog (DA) omvandling Analog/Digital (AD) omvandling Digital/Analog (DA) omvandling Analog Digital Analog
Analog/Digital (AD) omvandling Analog/Digital Converter (DAC) Analog/Digital (AD) omvandling - - -.2.4.6.8.2.4.6.8 Successiv approximation Flash converter (direct-conversion) Ramp-compare Wilkinson Integrating (dual-slope or multi-slope) Delta-encoded (counter-ramp) Pipeline (subranging quantizer) Sigma-delta (delta-sigma) Time-interleaved ADC with intermediate FM stage Digital Ramp ADC Successiv approximation Invärde!!
Flash converter Analog/Digital (AD) omvandling Digital/Analog (DA) omvandling Digital/Analog (D/A) omvandling Digital/Analog Converter (DAC) Digital/Analog (DA) omvandling - R2R stege Pulsbreddsmodulering (Pulse-width modulator) -.2.4.6.8 -.2.4.6.8
R/2nR-omvandlare R2R-stege!! Sampling Analog/Digital (AD) omvandling Digital/Analog (DA) omvandling
Mätning och felberäkning Noggrannhet och upplösning Vid längdmätning med en millimetergraderad linjal så är det absoluta felet mm. Det relativa felet beror på vad som mäts: 5mm -> 2% 25 mm ->.4% 6 mm ->.7% Om vi mäter -8 volt och vi har 2-bitar, dvs 4 lägen. till 2 volt -> 2 till 4 volt -> 4 till 6 volt -> 6 till 8 volt -> Utdata för?. volt?. volt? Laboration 5: Temperaturmätning med analog givare Analog/Digital (AD) omvandling Digital/Analog (DA) omvandling Syftet: studera analog till digital omvandling. En analog signal, spänning, (temperaturen) ska omvandlas till en digital signal så att temperatur visas på en LCD. Material: Konstruktion från laboration 2 som temperaturgivare Labborationskortet med Atmega28 Deluppgifter: Avläs spänning från temperaturgivare periodiskt Räkna om spänning till temperatur Visa temperatur på LCDskärm
Laboration 5: Temperaturmätning med analog givare Laboration 5: Temperaturmätning med analog givare Förberedelser provkör ditt projekt från Digitala system se så att konstruktionen från laboration 2 är klar besvara frågorna i fet kursiv stil (laborationsbeskrivningen) Laborationstid: 2 mars (måndag) klockan 8-2 Uppgift : Koppla upp din konstruktion från laboration 2 Uppgift 2: Anslut temperaturgivaren (operationsförstärkaren) till analogingång på Atmega 28 Uppgift 3: Skriv kod som ställer in AD omvandlaren Uppgift 4: Skriv kod som omvandlar digitalt värde på spänning till temperatur och visa temperatur på LCDskärm Uppgift 5: Ostabilt värde. Implementera glidande medelvärdesbildning för att stabilisera Uppgift 2: Anslut temperaturgivaren till analogingång (ADC) på Atmega 28 Uppgift 3: Skriv kod som ställer in AD omvandlaren Skriv funktionen initad som gör: Använder AVCC som referensspänning till A/Domvandlaren. Avläser den analoga insignalen (ADC) som ett 8- bitarsvärde. Start A/D-omvandlaren. Omvandlaren ska stå och gå hela tiden och dess klockfrekvens ska vara 25 khz. Placera funktionen initad i AD.c (AD.h)
Uppgift 4: Skriv kod som omvandlar digitalt värde på spänning till temperatur och visa temperatur på LCDskärm Uppgift 5: Ostabilt värde. Implementera glidande medelvärdesbildning för att stabilisera Rät linje Temperatur (V, -2C) (5V, 4C) Spänning Rät linje: Y=KX+L Gör flera mätningar och skapa medelvärde för att få bort brus. Förutsättning: kan mäta signal flera gånger bruset är slumpmässigt Glidande medelvärdesbildning, t ex: M n =,8 * M n- +,2 * V där V är det nya inlästa värdet. Varje nytt medelvärde (M n ) fås genom att ta ett viktat medelvärde av en stor del (,8) av det gamla M n- och en liten del (,2) av det nya (V). Laboration 5: Temperaturmätning med analog givare Laborationstillfällen Laboration 5 är klar när: presentation av temperatur är i stil med: Temperatur:+22 C gjort en bedömning av denna mätmetods (ADomvandlingen) noggrannhet, upplösning, fördelar och nackdelar (ska med i laborationsrapport). Torsdag, 2 mars, klockan 8-2 Rapport inlämnad senast maj
Enchipsdatorns gränssnitt mot den analoga omvärlden Erik Larsson