ADC

Μετατροπέας ADC

Άσκηση

Η Συμπλήρωση κενών (1): ενός μετατροπέα Α/D είναι ο αριθμός των Συμπλήρωση κενών (2): JXUwMDNhJXUwMDBiJXUwMDFkJXUwMDA3 που χρησιμοποιεί ο μετατροπέας Α/D για να αναπαραστήσει ένα αναλογικό σήμα. Όσο μεγαλύτερη είναι η διακριτική ικανότητα, τόσο Συμπλήρωση κενών (3): είναι το βήμα κβάντισης q.
Η Συμπλήρωση κενών (4): ενός μετατροπέα Α/D είναι η διαφορά της πραγματικής εξόδου από την ιδανική.
Ο χρόνος μετατροπής ενός μετατροπέα A/D είναι ο χρόνος που απαιτείται για την ψηφιοποίηση της Συμπλήρωση κενών (5): τάσης που εφαρμόζεται στην είσοδο του μετατροπέα A/D. Ο χρόνος μεταξύ των διαδοχικών δειγμάτων της εισόδου θα πρέπει να είναι Συμπλήρωση κενών (6): από το χρόνο μετατροπής.

Enable JavaScript

Άσκηση

Άσκηση

Σε ένα μετατροπέα A/D 4-bits, όταν η τάση εισόδου του μεταβάλλεται κατά 0,1V, τότε η ψηφιακή λέξη της εξόδου του μεταβάλλεται κατά ένα LSB.

Το βήμα κβάντισης του μετατροπέα είναι q= Συμπλήρωση κενών (1): JXUwMDY4JXUwMDFjJXUwMDFk V.

Για αναλογική είσοδο 1,1V η ψηφιακή έξοδος είναι b₃b₂b₁b₀= Συμπλήρωση κενών (2): JXUwMDY5JXUwMDAxJXUwMDAxJXUwMDAw και το σφάλμα μετατροπής είναι Συμπλήρωση κενών (3): JXUwMDY4 V

Για αναλογική είσοδο 1,03V η ψηφιακή έξοδος είναι b₃b₂b₁b₀= Συμπλήρωση κενών (4): JXUwMDY5JXUwMDAxJXUwMDAxJXUwMDAx και το σφάλμα μετατροπής είναι Συμπλήρωση κενών (5): V

Enable JavaScript

'Άσκηση

Solution

Σωστή Επιλογή (Ανατροφοδότηση)
Λάθος (Ανατροφοδότηση)
Λάθος (Ανατροφοδότηση)

Άσκηση

Ερώτηση

Αν η ελάχιστη είσοδος ενός μετατροπέα A/D είναι 0V και η μέγιστη 10V, ποια είναι η διακριτική ικανότητα Ν που πρέπει να έχει ο μετατροπέας, ώστε το βήμα κβάντισης q να είναι μικρότερο από 20 mV;

Answers

Επιλογή 1

Ν=7

Επιλογή 2

Ν=8

Επιλογή 3

Ν=9

Ανατροφοδότηση

Λάθος.

Επομένως η διακριτική ικανότητα του μετατροπέα πρέπει να είναι Ν=9, αφού 2⁹=512>501.

Λάθος.

Επομένως η διακριτική ικανότητα του μετατροπέα πρέπει να είναι Ν=9, αφού 2⁹=512>501.

Σωστά!

Επομένως η διακριτική ικανότητα του μετατροπέα πρέπει να είναι Ν=9, αφού 2⁹=512>501.

Solution

Λάθος (Ανατροφοδότηση)
Λάθος (Ανατροφοδότηση)
Σωστή Επιλογή (Ανατροφοδότηση)

Κβάντιση και δειγματοληψία σήματος

Άσκηση

Η μετατροπή ενός αναλογικού σήματος σε ψηφιακό γίνεται με:

1. τη δειγματοληψία, με την οποία το αναλογικό σήμα από συνεχές στο πεδίο του Συμπλήρωση κενών (1): γίνεται διακριτό και υλοποιείται με το κύκλωμα Συμπλήρωση κενών (2):

2. την κβάντιση, με την οποία το αναλογικό σήμα από συνεχές στο πεδίο του Συμπλήρωση κενών (3): γίνεται διακριτό και υλοποιείται με το κύκλωμα Συμπλήρωση κενών (4):

Οι άπειρες τιμές που μπορεί να πάρει ένα αναλογικό σήμα περιορίζονται με τον καθορισμό περιοχών συγκεκριμένου πλάτους που ονομάζεται Συμπλήρωση κενών (5): κβάντισης. Σε κάθε τέτοια περιοχή αντιστοιχεί μια μόνο ψηφιακή τιμή που ονομάζεται Συμπλήρωση κενών (6): κβάντισης.

Το τελικό αποτέλεσμα της δειγματοληψίας και της κβάντισης είναι ότι ένα αναλογικό σήμα Συμπλήρωση κενών (7): στο πλάτος και στο χρόνο, μετατρέπεται σε ένα ψηφιακό σήμα Συμπλήρωση κενών (8): στο πλάτος και στο χρόνο.

Enable JavaScript

Άσκηση

Ένας μετατροπέας A/D 4-bit παράγει για τάση εισόδου 1V την ψηφιακή λέξη 1000.

- Ο μετατροπέας έχει διακριτική ικανότητα Ν= Συμπλήρωση κενών (1): JXUwMDZj bits.

- Ο μετατροπέας έχει Συμπλήρωση κενών (2): JXUwMDY5JXUwMDA3 στάθμες κβάντισης.

- Το βήμα κβάντισης είναι q= Συμπλήρωση κενών (3): V.

- Όταν η τάση εισόδου είναι V_in=0,625V, τότε στην έξοδο θα πάρουμε την τετράμπιτη ψηφιακή λέξη D₁= Συμπλήρωση κενών (4): JXUwMDY4JXUwMDAxJXUwMDAxJXUwMDAx

- Όταν η τάση εισόδου είναι V_in=1,25 V, τότε στην έξοδο θα πάρουμε την τετράμπιτη ψηφιακή λέξη D₂= Συμπλήρωση κενών (6): JXUwMDY5JXUwMDAxJXUwMDAxJXUwMDAx

- Όταν η τάση εισόδου είναι V_in3= Συμπλήρωση κενών (7): V, τότε στην έξοδο θα πάρουμε την τετράμπιτη ψηφιακή λέξη D₃= 0111.

- Όταν η τάση εισόδου είναι V_in4= Συμπλήρωση κενών (9): V, τότε στην έξοδο θα πάρουμε την τετράμπιτη ψηφιακή λέξη D₄= 1101.

Enable JavaScript

Άσκηση

Ένας μετατροπέας A/D έχει διακριτική ικανότητα Ν=3 bits και βήμα κβάντισης q=1V.

Στον παρακάτω πίνακα φαίνονται οι έξοδοι του μετατροπέα A/D για κάθε αναλογική είσοδο από 0V έως 7V.

Αν αυτός ο μετατροπέας χρησιμοποιηθεί για την ψηφιοποίηση του παρακάτω ημιτονοειδούς σήματος, τότε να συμπληρώσετε τον παρακάτω πίνακα.


χρόνος δειγματοληψίας	t1	t2	t3	t4	t5	t6	t7	t8	t9	t10	t11	t12	t13	t14	t15	t16	t17	t18
στάθμη κβάντισης που αντιστοιχεί	3	Συμπλήρωση κενών (1): JXUwMDZk	Συμπλήρωση κενών (2): JXUwMDZl	Συμπλήρωση κενών (3): JXUwMDZm	Συμπλήρωση κενών (4): JXUwMDZm	Συμπλήρωση κενών (5): JXUwMDZm	Συμπλήρωση κενών (6): JXUwMDZm	Συμπλήρωση κενών (7): JXUwMDZl	Συμπλήρωση κενών (8): JXUwMDZk	Συμπλήρωση κενών (9): JXUwMDZi	Συμπλήρωση κενών (10): JXUwMDZh	Συμπλήρωση κενών (11): JXUwMDY5	Συμπλήρωση κενών (12): JXUwMDY5	Συμπλήρωση κενών (13): JXUwMDY5	Συμπλήρωση κενών (14): JXUwMDY5	Συμπλήρωση κενών (15): JXUwMDY5	Συμπλήρωση κενών (16): JXUwMDZh	Συμπλήρωση κενών (17): JXUwMDZh
ψηφιακή λέξη εξόδου του A/D	011	Συμπλήρωση κενών (18): JXUwMDY5JXUwMDAxJXUwMDAx	Συμπλήρωση κενών (19): JXUwMDY5JXUwMDAwJXUwMDAx	Συμπλήρωση κενών (20): JXUwMDY5JXUwMDAwJXUwMDAw	Συμπλήρωση κενών (21): JXUwMDY5JXUwMDAwJXUwMDAw	Συμπλήρωση κενών (22): JXUwMDY5JXUwMDAwJXUwMDAw	Συμπλήρωση κενών (23): JXUwMDY5JXUwMDAwJXUwMDAw	Συμπλήρωση κενών (24): JXUwMDY5JXUwMDAwJXUwMDAx	Συμπλήρωση κενών (25): JXUwMDY5JXUwMDAxJXUwMDAx	Συμπλήρωση κενών (26): JXUwMDY4JXUwMDAxJXUwMDAw	Συμπλήρωση κενών (27): JXUwMDY4JXUwMDAxJXUwMDAx	Συμπλήρωση κενών (28): JXUwMDY4JXUwMDAwJXUwMDAx	Συμπλήρωση κενών (29): JXUwMDY4JXUwMDAwJXUwMDAx	Συμπλήρωση κενών (30): JXUwMDY4JXUwMDAwJXUwMDAx	Συμπλήρωση κενών (31): JXUwMDY4JXUwMDAwJXUwMDAx	Συμπλήρωση κενών (32): JXUwMDY4JXUwMDAwJXUwMDAx	Συμπλήρωση κενών (33): JXUwMDY4JXUwMDAxJXUwMDAx	Συμπλήρωση κενών (34): JXUwMDY4JXUwMDAxJXUwMDAx

Enable JavaScript

Άσκηση

Ερώτηση

Αν θέλουμε να ψηφιοποιήσουμε την έξοδο ενός αισθητήρα θερμοκρασίας για την περιοχή από -30^oC έως +70^oC σε βήματα των 1^οC, τότε η διακριτική ικανότητα του μετατροπέα A/D πρέπει να είναι:

Answers

4-bit

6-bit

7-bit

9-bit

Ανατροφοδότηση

Λάθος. Η περιοχή θερμοκρασιών από -30^oC έως +70^oC έχει εύρος 70^oC-(-30^oC)= 70^oC+30^oC = 100^oC. Για να την χωρίσουμε σε βήματα των 1^οC, θα πρέπει ο μετατροπέας που θα επιλέξουμε να έχει τουλάχιστον 100 στάθμες κβάντισης. Άρα πρέπει να επιλέξουμε A/D με διακριτική ικανότητα Ν=7bits, διότι έχει 2⁷=128 στάθμες κβάντισης (ενώ 2⁴=16).

Σωστό. Η περιοχή θερμοκρασιών από -30^oC έως +70^oC έχει εύρος 70^oC-(-30^oC)= 70^oC+30^oC = 100^oC. Για να την χωρίσουμε σε βήματα των 1^οC, θα πρέπει ο μετατροπέας που θα επιλέξουμε να έχει τουλάχιστον 100 στάθμες κβάντισης. Άρα πρέπει να επιλέξουμε A/D με διακριτική ικανότητα Ν=7bits, διότι έχει 2⁷=128 στάθμες κβάντισης.

Solution

Λάθος (Ανατροφοδότηση)
Λάθος (Ανατροφοδότηση)
Σωστή Επιλογή (Ανατροφοδότηση)
Λάθος (Ανατροφοδότηση)

Άσκηση

Ερώτηση

Θέλουμε να κατασκευάσουμε μια ψηφιακή ζυγαριά που να ζυγίζει βάρη έως 120 κιλά σε βήματα του μισού κιλού. Τι διακριτική ικανότητα πρέπει να έχει ο μετατροπέας A/D;

Answers

4-bit

6-bit

7-bit

8-bit

Ανατροφοδότηση

Λάθος. Εφόσον πρέπει να μετρήσουμε τα 120 κιλά σε βήματα του μισού κιλού, τότε χρειαζόμαστε 240 στάθμες κβάντισης. Επομένως ο ADC πρέπει να έχει διακριτική ικανότητα Ν=8bit, ώστε να έχει 2⁸=256 στάθμες κβάντισης (ενώ 2⁴=16).

Σωστά! Εφόσον πρέπει να μετρήσουμε τα 120 κιλά σε βήματα του μισού κιλού, τότε χρειαζόμαστε 240 στάθμες κβάντισης. Επομένως ο ADC πρέπει να έχει διακριτική ικανότητα Ν=8bit, ώστε να έχει 2⁸=256 στάθμες κβάντισης.

Solution

Λάθος (Ανατροφοδότηση)
Λάθος (Ανατροφοδότηση)
Λάθος (Ανατροφοδότηση)
Σωστή Επιλογή (Ανατροφοδότηση)

Άσκηση

Ερώτηση

Σε μια δεξαμενή πετρελαίου ύψους 1m θέλουμε να χρησιμοποιήσουμε ένα αισθητήρα που να δείχνει το ύψος της στάθμης του πετρελαίου σε βήματα του 1mm. Τι διακριτικότητα πρέπει να έχει ο μετατροπέας A/D;

Answers

7-bit

8-bit

9-bit

10-bit

Ανατροφοδότηση

Λάθος. Εφόσον θέλουμε να μετράμε το 1 μέτρο (1000 χιλιοστά) σε βήματα του 1 χιλιοστού, τότε χρειαζόμαστε 1000 στάθμες κβάντισης. Επομένως πρέπει να επιλέξουμε ένα A/D με διακριτικότητα 10-bit που έχει 2¹⁰=1024 στάθμες κβάντισης (ενώ 2⁷=128).

Σωστά! Εφόσον θέλουμε να μετράμε το 1 μέτρο (1000 χιλιοστά) σε βήματα του 1 χιλιοστού, τότε χρειαζόμαστε 1000 στάθμες κβάντισης. Επομένως πρέπει να επιλέξουμε ένα A/D με διακριτικότητα 10-bit που έχει 2¹⁰=1024 στάθμες κβάντισης.

Solution

Λάθος (Ανατροφοδότηση)
Λάθος (Ανατροφοδότηση)
Σωστή Επιλογή (Ανατροφοδότηση)
Λάθος (Ανατροφοδότηση)

(c) Αμπατζόγλου Γιάννης, Ηλεκτρονικός Μηχανικός, καθηγητής ΠΕ1708

« Προηγούμενο | Επόμενο »