přednáška 11

(absolutní hodnota chyby přístroje není větší než (1)

součet absolutních chyb části analogové a číslicové)

=> X = hodnota měřené veličiny (2)

=> (3)

=> (4)

Závislost velikosti maximální možné absolutní a relativní chyby na hodnotě měřené veličiny X zaznamenávají obr. 2a a 2b.

Poznámka: Analogová část číslicového měřicího přístroje se někdy nazývá částí plovoucí,

neplovoucí částí se pak rozumí část číslicová.

Vlastnosti a parametry číslicových měřicích přístrojů jsou značnou měrou ovlivněny vlastnostmi a parametry instalovaných A/D převodníků. Celková chyba převodu hodnoty analogového signálu na číslicový údaj je dána

• chybou linearity

• chybou převodní konstanty (chybou zesílení)

• chybou nuly

Je vcelku samozřejmé, že schodovitá převodní charakteristika musí být tzv. jednojednoznačná, ale to je málo, ona musí mít pokud možno průběh lineární (obr. 3). Tím se rozumí skutečnost, že regresní křivka, která vznikne proložením středů jednotlivých stupňů převodní charakteristiky, je přímkou, které prochází počátkem souřadného systému. Pokud tato regresní křivka přímková není, vzniká chyba linearity.

Pokud zmíněná regresní přímka počátkem souřadného systému neprochází, hovoříme o chybě nuly.

V obr. 3 je vyznačen rozsah převodníku. M značí rozsah analogového vstupného signálu, číslicový rozsah je dán počtem kombinací bitů výstupního číslicového údaje - binárního slova. Jak bylo uvedeno, n bitů binárního slova umožňuje vytvoření 2n binárních kombinací, tj. binární slovo může nabýt 2n hodnot. Číslicový údaj 000 …00 samozřejmě odpovídá nulové hodnotě (+kvantifinační chyba) analogového vstupního signálu. Na konci rozsahu by pak taky mělo platit, že maximální hodnotě M analogové vstupní veličiny odpovídá číslicový údaj 111 …11 (regresní přímka prochází bodem A). Pokud tomu tak není, označujeme tento fakt jako chybu převodní konstanty (chybu zesílení).

Poznámka: LSB … bit nejmenší váhy (nejmenšího významu)

MSB … bit největší váhy (největšího významu)

Rozlišujeme několik základních typů A/D převodníků:

• převodníky kompenzační

• převodníky komparační

• převodníky s dojitou integrací

• převodníky s mezipřevodem na frekvenci

• převodníky s pilovitým referenčním napětím

Kompenzační převodníky:

Měřený (převáděný) analogový signál Ux se kompenzuje napětím Uk, které se periodicky generuje v obvodech převodníku (kompenzační napětí). Obě napětí se porovnávají

v komparátoru. Funkce převodníku je zřejmá z blokového schematu (obr. 4) a obr. 5.

Doba převodu není konstantní, závisí na velikosti vstupního napětí Ux (největší možný počet kroků převodu je 2n).

Zdroj Uk obsahuje spínače řízené binárním čitačem. Jeho obsah v okamžiku shody