29 D/A – A/D ÇEVĠRĠCĠLER (LAYBOLD EĞĠTĠM SETĠ KULLANARAK) 1. AMAÇLAR Sayısal giriĢ iĢaretinin analog iĢarete dönüĢtürülmesi Analog giriĢ iĢaretinin Sayısal iĢarete dönüĢtürülmesi DönüĢtürülme iĢleminin nasıl yapıldığının öğrenilmesi 2. TEMEL BĠLGĠLER Analog / Sayısal (A/D) dönüĢtürücü Leybold eğitim setinde 0-2.55 V arasındaki analog gerilim değerini 8 bitlik Sayısal iĢarete dönüĢtürür. Sayısal / Analog (D/A) dönüĢtürücünün amacı verilen analog iĢaretin, binary (ikili) sayma sisteminde ifade edilen sayısal bir çıkıĢ elde etmektir. 8 bitlik binary sayının en sağdaki basamağı yani 0. biti LSB (en düĢük değerlikli bit) bitidir. En soldaki basamak yani 7. biti MSB (en yüksek değerlikli bit) bitidir. ġekil-3-1 R-2R Merdiven Tip DAC
16
Embed
1. AMAÇLAR - Marmara Üniversitesi Bilişim Merkezimimoza.marmara.edu.tr/.../deney_foyleri/sayisal_kontrol_dac_adc... · ġekil-3-1 R-2R Merdiven Tip DAC . 30 ... Paralel A/D dönüĢtürücü
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
29
D/A – A/D ÇEVĠRĠCĠLER
(LAYBOLD EĞĠTĠM SETĠ KULLANARAK)
1. AMAÇLAR
Sayısal giriĢ iĢaretinin analog iĢarete dönüĢtürülmesi
Analog giriĢ iĢaretinin Sayısal iĢarete dönüĢtürülmesi
DönüĢtürülme iĢleminin nasıl yapıldığının öğrenilmesi
2. TEMEL BĠLGĠLER
Analog / Sayısal (A/D) dönüĢtürücü Leybold eğitim setinde 0-2.55 V
arasındaki analog gerilim değerini 8 bitlik Sayısal iĢarete dönüĢtürür.
Sayısal / Analog (D/A) dönüĢtürücünün amacı verilen analog iĢaretin, binary
(ikili) sayma sisteminde ifade edilen sayısal bir çıkıĢ elde etmektir. 8 bitlik binary
sayının en sağdaki basamağı yani 0. biti LSB (en düĢük değerlikli bit) bitidir. En
soldaki basamak yani 7. biti MSB (en yüksek değerlikli bit) bitidir.
ġekil-3-1 R-2R Merdiven Tip DAC
30
Uygulanabilecek maksimum analog giriĢ FSR ve Sayısal çıkıĢ kod uzunluğu
da n olmak üzere kuantalama seviyesine de Q denilirse
LSBFSR
Qn
2
(1)
Yani çıkıĢta görülebilecek minimum değiĢim miktarı (çözünürlük)
hesaplanır. Hesaplamadan da görüldüğü üzere sayısal bilginin sahip olacağı basamak
adedi yani kod uzunluğu ile çıkıĢ geriliminin çözünürlüğü de doğru orantılı olarak
değiĢecektir.
Örneğin; 10 mV‟luk çözünürlüğe sahip analog Sayısal dönüĢtürücünün 1.64
V‟luk analog giriĢin sayısal olarak 8 bitlik karĢılığı bulunmak istenirse
1.64V / 10mV =164
(164)10=(1010 0100)2 olarak bulunur.
Sayısal / Analog (D/A) dönüĢtürücü Leybold eğitim setinde 8 bitlik sayısal
bilgiyi 10 mV‟luk bir çözünürlükle 0 - 2.55V arasında analog gerilim değerine
çevirir
Sayısal / Analog (D/A) dönüĢtürücünün amacı binary (ikili) sayma sisteminde
ifade edilen Sayısal bir bilgiye karĢılık gelen tek bir DC çıkıĢ gerilim seviyesine
dönüĢtürmektir.
Örneğin, eğer D/A çevirici 2‟li sayı sisteminden 0 – 10V aralığında bir çıkıĢa
çevirme yapacaksa en soldaki basamak (basamak değeri en yüksek olan) MSB
çıkıĢta 5V‟luk bir değiĢime neden olabilmektedir. Bir sağdaki basamak ise 2,5V „luk
bir değiĢim kapasiteye, yanındaki ise 1,25V „luk bir değiĢim kapasitesine sahip
olmalıdır. Değerler bu Ģekilde sağ tarafa doğru belirlenir. MSB„nin bulunduğu
basamağın ikili sayma sistemindeki basamak değerinin dikkate alınmadığını göz
önünde bulundurun. Ġkili sayma sisteminde çalıĢmadığımız sürece basamak
değerlerinin ikili sayma sistemindeki karĢılıklarıyla ilgilenmeyeceğiz. Dijital bilginin
31
basamak adedinin yüksekliği ile paralel olarak çıkıĢ geriliminin sahip olacağı
çözünürlükte yükselecektir.
Örneğin: Eğer dijital bilgi sadece bir basamağa sahip olursa çıkıĢ değerleri
sadece 0V veya 5V olabilecektir. Bu, çeviricinin sahip olduğu tüm çözünürlüktür.
Meydana gelebilecek en büyük hata değeri 5V olacaktır; örneğin yüksek doğruluklu
bir D/A çeviricinin 4,9V olarak gösterebileceği bir değerin gerçek dijital
gösterimdeki çıkıĢ değeri 0V olacaktır. Çevrim doğruluğunu arttırmak için, bu
çözünürlüğün de artması anlamına gelir, analog gerilimin dijital gösterimine 1
basamak eklemek gerekir. Bu ikinci basamak 2,5V „luk bir basamak değerine sahip
olacaktır. Bununla beraber D/A çeviricinin çıkıĢı Ģu 4 muhtemel değer olacaktır: 0V-
2,5V- 5V-7,5V. Çözünürlük Ģu anda 2,5V‟tur, en düĢük basamak ağırlığına sahip
basamağın basamak değeri (LBS) ve çıkıĢ hatası en fazla 2,5V olacaktır. Üçüncü bir
basamağın eklenmesi çözünürlüğü 1,25V‟a, dördüncü basamak ise 0,625V „a
yükseltecektir. Her eklenen basamak çözünürlüğü 2 kat arttırırken aynı çarpımla
maksimum hata değerini de düĢürecektir.
2.1 Sayıcılar
Sayıcılar flip-flop'lardan oluĢmaktadırlar. Ġki gruba ayrılırlar, bunlar Senkron
ve Asenkron sayıcılardır. Asenkron sayıcılar Senkron sayıcılara nazaran daha yavaĢ
çalıĢırlar. Bunun sebebi ise flip flop 'ların birbirlerini tetiklemesidir. Bu da zaman
kaybına yol açar. Senkron sayıcılarda ise tüm flip flop 'lar aynı anda tetiklenirler. Bu
yüzden Senkron sayıcılar Asenkron sayıcılara göre daha fazla tercih edilirler.
Sayıcılar birde yukarı ve aĢağı sayıcılar diye ikiye ayrılırlar. Her clock palsında
çıkıĢtaki Binary sayı artan sayıcılara yukarı sayıcı, azalan sayıcılara da aĢağı sayıcı
denir.
2.1.1 Senkron (synchronous) Sayıcılar
Bu tip sayıcılarda flip-flop çıkıĢları bir sonraki flip-flop‟un giriĢine
bağlanmaz. Bütün flip-flop‟ların clock giriĢleri aynı hattan beslenir. Bu nedenle bu
sayıcılar senkron sayıcılar olarak da isimlendirilirler.
32
2.1.2 Asenkron(asynchronous) Sayıcılar
Bu tip sayıcılarda clock sinyali aynı hattan beslenmez. Bir önceki sayıcının
high bitinden beslenerek sayıcılar arasındaki bağlantı kurulur. Asenkron sayıcılar
daha yavaĢlardır. Basit sistemlerde önemli olmadığı için; göz ardı edilen bu
gecikmenin sebebi her flip-flop‟ta meydana gelen kapı gecikmesidir. Flip-flop sayısı
ne kadar fazla olursa bu gecikmede o kadar fazla olur.
2.2 Analog / Digital Çeviriciler
ġekil 3-2 Analog / Sayısal DönüĢtürücü
A/D Çevirici, analog elektriksel sinyali voltaj veya akım olarak alır ve ikili
sayı olarak çıkıĢ verir. Analog / Sayısal çeviricileri temel olarak altı ,Flash A/DC,