2016.10.26 digitalteknikk - adc og dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18 ...

62
DAC ADC DAC . ADC ADC DAC DAC ADC 26.10.20 16 DIGITALTEKN IKK ADC DAC

Transcript of 2016.10.26 digitalteknikk - adc og dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18 ...

Page 1: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark

DAC.

ADCDAC.

ADC.

ADCDAC

DAC.

ADC26.10.2016

DIGITALTEKNIKKADCDAC

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

FØRST LITT HMS:SYKLER DU TIL JOBBEN ?HAR BILEN VIKEPLIKT ?

1 SYKLIST BLIR DREPT HVER MND I TRAFIKKEN I NORGE

Page 3: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark
Page 4: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark

UNIVERSET: ANALOGT ELLER DIGITALT ?

Page 5: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark

Studieveiledning til WEBOnsdag 26/10-16: 16:00 – 20:00

.2.kl BYAU 2015-2018, klasserom Gyda

Emne 05, Elektroniske systemer ADC og DAC

Sven Åge Eriksen, [email protected], tlf 416 99 304, Fagskolen Telemark

Kildemateriale: Lærebok Elektroniske systemer, GYLDENDAL, ISBN 978-82-05-27456-3

Egne notater og bilder / figurer fra Internett

Page 6: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark

Kompendium side 1

Page 7: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark

Kompendium side 1

Page 8: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark

Kompendium side 3

Page 9: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark

Kompendium side 1

Page 10: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark

2 – tallsystemet – det binære tallsystemetGrunntallet 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 = 25610. tallposisjon har verdien: 29 = 512

Page 11: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark

2 – tallsystemet – det binære tallsystemetGrunntallet 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

Page 12: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark
Page 13: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark

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.

Page 14: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark

20 = 121 = 222 = 423 = 824 = 1625 = 3226 = 6427 = 128

28 = 25629 = 512210 = 1 024211 = 2 048212 = 4 096213 = 8 192214 = 16 384215 = 32 768

216 = 65 536217 = 131 072218 = 262 144219 = 524 288220 = 1 048 576221 = 2 097 152222 = 4 194 304223 = 8 388 608

224 = 16 777 216225 = 33 554 432226 = 67 108 864227 = 134 217 728228 = 268 435 456229 = 568 870 912230 = 1 073 741 824231 = 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

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

DIGITAL / ANALOG ILLUSTRASJON:

Digital: Trinnvis

Analog: Kontinuerlig (bølge)

Page 16: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark

DAC: DIGITAL-ANALOG

ADC: ANALOG-DIGITAL

Page 17: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark
Page 18: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark

Digitale systemer jobber med digitale signaler:

Page 19: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark

Digitale systemer jobber med digitale signaler:

Page 20: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark
Page 21: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark
Page 22: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark
Page 23: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark

DAC:ADC:

Page 24: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark

Elektroniske systemer side 97

AD- og DA - OMFORMERE

Page 25: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark

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:

Page 26: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark

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

Page 27: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark

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

Page 28: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark

Elektronikk og data, Kåre Øen -02, side 13

Page 29: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark

HVA ER DETTE ?

Page 30: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark

HVA ER DETTE ?

Page 31: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark

HVA ER DETTE ?

Page 32: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark

HVA ER DETTE ?

Page 33: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark
Page 34: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark
Page 35: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark
Page 36: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark

Elektroniske systemer side 97

DA - OMFORMER

Page 37: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark

Elektroniske systemer side 97

DA - OMFORMER

Hva slags operasjonsforsterkerkobling er dette ?

Page 38: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark

Elektroniske systemer side 97

DA - OMFORMER

INVERTERENDE SUMMERENDE FORSTERKER

Page 39: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark

Elektroniske systemer side 98

DA - OMFORMER

Page 40: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark

Elektronikk og data, Kåre Øen -02, side 15

Page 41: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark

Elektronikk og data, Kåre Øen -02, side 15

Page 42: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark

Elektroniske systemer side 98

DA – OMFORMER: Normalt 6-32 bit

Page 43: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark

Elektroniske systemer side 98

DA - OMFORMER

Page 44: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark

Elektroniske systemer side 98

DA - OMFORMER

Figur 3.54 Tilkobling av en åttebiters DA-omformer til en 8-bits databuss

Page 45: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark

DA – OMFORMEROppgave:Analogt utgangssignal skal være0 – 10 VDCHvor 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 ?

Page 46: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark

20 = 121 = 222 = 423 = 824 = 1625 = 3226 = 6427 = 128

28 = 25629 = 512210 = 1 024211 = 2 048212 = 4 096213 = 8 192214 = 16 384215 = 32 768

216 = 65 536217 = 131 072218 = 262 144219 = 524 288220 = 1 048 576221 = 2 097 152222 = 4 194 304223 = 8 388 608

224 = 16 777 216225 = 33 554 432226 = 67 108 864227 = 134 217 728228 = 268 435 456229 = 568 870 912230 = 1 073 741 824231 = 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

Page 47: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark

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 )

Page 48: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark

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 ?

Page 49: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark

Elektronikk og data, Kåre Øen -02, side 13

Page 50: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark

Elektronikk og data, Kåre Øen -02, side 13

Page 51: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark

Elektronikk og data, Kåre Øen -02, side 14

Page 52: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark

Elektronikk og data, Kåre Øen -02, side 14

Page 53: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark

Elektroniske systemer side 99

AD - OMFORMER

Page 54: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark

Elektroniske systemer side 100

AD - OMFORMER

Page 55: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark

Elektroniske systemer side 100

AD - OMFORMER

Page 56: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark

AD – OMFORMEROppgave: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 ?

Page 57: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark

20 = 121 = 222 = 423 = 824 = 1625 = 3226 = 6427 = 128

28 = 25629 = 512210 = 1 024211 = 2 048212 = 4 096213 = 8 192214 = 16 384215 = 32 768

216 = 65 536217 = 131 072218 = 262 144219 = 524 288220 = 1 048 576221 = 2 097 152222 = 4 194 304223 = 8 388 608

224 = 16 777 216225 = 33 554 432226 = 67 108 864227 = 134 217 728228 = 268 435 456229 = 568 870 912230 = 1 073 741 824231 = 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

Page 58: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark

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 )

Page 59: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark

Elektroniske systemer side 100

AD - OMFORMER

Page 60: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark

Elektroniske systemer side 100

AD - OMFORMER

Page 61: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark

Elektroniske systemer side 100

AD - OMFORMER

Page 62: 2016.10.26   digitalteknikk  - adc og  dac - studieveiledning for onsdag 26.10.2016 - 2 byau 15-18  -  v.03  Sven Åge Eriksen  Fagskolen Telemark

Elektroniske systemer side 100

AD - OMFORMER