UF0D107 Převodníky analogových a číslicových signálů

Filozoficko-přírodovědecká fakulta v Opavě
zima 2016
Rozsah
1/1/0. 3 kr. Ukončení: zk.
Vyučující
Ing. Miroslav Vala, CSc. (přednášející)
Ing. Miroslav Vala, CSc. (cvičící)
Garance
Ing. Miroslav Vala, CSc.
Centrum interdisciplinárních studií – Filozoficko-přírodovědecká fakulta v Opavě
Předpoklady
UFPA120 Fy. základy elektroniky I
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Cílem předmětu je zprostředkovat studentům základní poznatky z číslicové techniky. Předmět je koncipován jako průpravný předmět pro předměty bázujících na znalostech číslicové techniky, zejména: Převodníky analogových a číslicových signálů, Měřící systémy s PC, Aplikace měřících systému s PC aj.
Osnova
  • Popis měřicího řetězce. Předzpracování signálů. Úloha převodníků v systému měření a sběru dat (DACQ). Principy převodu, základní pojmy: kvantovací krok, kvantovací hladina, počet kvantovacích hladin, bitová šířka, rozsah, rozlišovací schopnost, přesnost převodníku. Typy používaných kódů.
    Chyby převodníků: chyba převodní strmosti, nelinearita, monotónnost, hystereze. Šumy převodníků: odstup signál/šum, efektivní počet bitů. Dynamické vlastnosti: doba přepnutí, doba ustálení.
    Číslicově-analogové převodníky. Paralelní převodníky: s proudovým a napěťovým výstupem, s přepínatelnými rezistorovými sítěmi (váhové rezistory, kombinované odporové sítě, rezistorové sítě typu T), s přepínatelnými proudovými zdroji (s invertovanou sítí R-2R, s cyklickou záměnou rezistorů), převodníky s funkčním průběhem. Sériové převodníky. Převodníky s nepřímým převodem.
    Analogově-číslicové převodníky. Diskretizace a kvantování signálu. Paralelní komparační převodníky. Převodníky s postupnou komparací. Kompenzační převodníky: sledovací, s postupnou aproximací, s vyrovnáním náboje. Integrační převodníky: s mezipřevodem na kmitočet, s mezipřevodem na interval.
    Speciální převodníky. Převodníky napětí na kmitočet: převodník s MKO a referenčním zdrojem, převodníky řízené krystalem, převodníky bez referenčního zdroje. Použití A/D a D/A převodníku ve speciálních mikročipech.
    Témata praktických cvičení:
    1. Převodník napětí-kmitočet.
    2. Integrační převodník.
    3. Paralelní komparační převodník.
    4. Převodník s postupnou aproximací.
    5. Integrované převodníky A/D.
    6. D/A převodník s příčkovou strukturou R-R/2
    7. D/A převodník s proudovými zdroji.
    8. A/D převodník s generátorem pilovitého napětí.
    9. Číslicový voltmetr s IO.
Literatura
    doporučená literatura
  • Vrba. Teorie vzájemného převodu. Brno, 2010. info
  • Sobotka. Přehled číslicových systému. Praha, 1981. info
  • J. Z. Sobotka. Přehled číslicových systémů. SNTL, 1981. info
Výukové metody
Přednášení
Přednáška s aktivizací
Projekce (statická, dynamická)
Individuální konzultace
Metody hodnocení
Známkou
Zápočet
Projekt (zápočtový, semestrální, seminární)
Informace učitele
Účast na cvičení 75%, jinak, podmíněno uznatelnou omluvou, dodatečná náhradní práce.
Vypracování zadaných seminárních prací ze cvičení.
Úspěšné zvládnutí písemné i ústní části zkoušky (dvě vylosované otázky).
Další komentáře
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je zařazen také v obdobích zima 1993, zima 1994, zima 1995, zima 1996, zima 1997, zima 1998, zima 1999, zima 2000, zima 2001, zima 2002, zima 2003, zima 2004, zima 2005, zima 2006, zima 2007, zima 2008, zima 2009, zima 2010, zima 2011, zima 2012, zima 2013, zima 2014, zima 2015, zima 2017, zima 2018, zima 2019, zima 2020, zima 2021, zima 2022.