Dalex \ Grundlagen der Elektronik WS Benutzte Quellen Vorlesungen von Dr.Ing. Vogelmann, niversität Karlsruhe Vorlesungen von Dr.Ing. Klos, niversität Karlsruhe Vorlesungen von Dr.Ing. Crokol, niversität Karlsruhe http://www.elektronikkompendium.de/sites
2 Benutzte Bezeichnungen Aufschrift der Thema, die zum ersten Mal erscheint Aufschrift der Thema, die schon bekannt ist
3 Datenwandler (DAW und ADW) Lernziel: Antworten auf folgende und ähnliche Fragen geben zu können: Was versteht man unter Datenwandler? Welche Typen DAW und ADW sind Ihnen bekannt? Warum sind Fehler vorhanden? Wie kann man die Fehler kleiner halten? Für welche Zwecke benutzt man die verschiedene ADW?
4 Dalex \ Grundlagen der Elektronik WS Datenwandler DigitalAnalogWandler (auch DA msetzer) AnalogDigitalWandler (auch AD msetzer)
5 AnalogDigital und DigitalAnalogWandler Tiefpaß AbtastHalte Glied ADC analoger Eingang Digitale Verarbeitung oder Übertragung analoger Ausgang AD_5.CD ETI Vo DAC Tiefpaß
6 Kenngrößen Allgemeine Eigenschaften (Z) a Fehler: Nullpunktsfehler Verstärkungsfehler Linearitätsfehler Monotonität 7 6 5 4 3 2 LSB = n 2 2 3 4 5 6 7 8 e e a (Z) LSB LSB 2 LSB 2 AD_3.cdr e
7 Abtastfehler durch Quantisierung Einschwingzeit gibt an, wie lange es dauert, bis sich der stationäre Wert mit einer Genauigkeit von /2*LSB eingestellt hat. Glitches sind Störimpulse, die entstehen können, wenn die Schalter im DAC nicht alle gleichzeitig schalten
8 Dalex \ Grundlagen der Elektronik WS DigitalAnalogWandler Einquadranten Multiplizierend Multiplizierende (Zweiquadranten) Multiplizierende (Vierquadranten) DAC Tiefpaß
9 Einquadranten Wandler Summation gewichteter Stroeme DA_3.cdr 4 8 6 3 64 28 a7 a6 4 a5 8 a4 6 a3 3 a2 64 a 28 a 2 MSB LSB I a a = z max z durch gewichtete Widerstaende
Leiternetzwerk Summation gewichteter Stroeme formiert durch Leiternetzwerk 4 8 6 3 64 28 256 a7 a6 a5 a4 a3 a2 a a MSB I 2 I LSB DA_.cdr Vorteil: gleiche Widerstände (Herstellung) binäre Stromstufen konstanter Eingangswiderstand 256 a LSB DA_.cdr
ealisierung der mschalter = kω und 2*=2 kω oder =25 kω und 2*=5 kω
2 Einquadranten Wandler () 4 8 6 3 64 28 256 a7 a6 a5 a4 a3 a2 a a MSB I 2 I LSB DA_.cdr a
3 Multiplizierende DAWandler digitaler Eingang DAC analoger Ausgang analoger Eingang AD_5.CD ETI Vo
4 Dalex \ Grundlagen der Elektronik WS Datenwandler DigitalAnalogWandler (auch DA msetzer) AnalogDigitalWandler (auch AD msetzer)
5 AnalogDigitalWandler Zählverfahren level at time Integrierende Verfahren Single Slope, dual Slope Wägeverfahren digit at time Sukzessive Approximation Parallelverfahren word at time Flash converter Tiefpaß AbtastHalte Glied ADC
6 AbtastHalte Glied Sample and Hold Glied
7 Zählverfahren Zustand 7 6 5 5 E 4 3 2 a 2 a a t
8 Zählverfahren max e t SZ e K G G2 Cl Zähler K K2 max Cl Cl AD_.cdr t t SZ K2 f Z Sägezahn Generator Quarz Taktgenerator Anzeige
9 Integrationsverfahren (Dual Slope) S S3 e S2 OV C I K Quarz Taktgenerator t 2 Steuerlogik t Meßdauer Zähler Zähler I t t 2 t 2 t Integration von e Integration von AD_2.cdr AD_2.cdr Z Anzeige nt C ; t nt I e I = 2 = = 2 C Z = n = n e 2
2 Wägeverfahren
2 Parallelverfahren e K8 Überlauf Zustand 7 6 Überlauf 2 3 4 4 K7 K6 5 4 3 2 9 4 7 4 5 4 K5 K4 K3 PrioritätsEncoder Ausgangsregister Z2 Z Z a 2 a AD_3.cdr a 4 3 4 5 4 7 4 9 4 4 4 3 FlashConverter Schnell (2 ns) aufwendig, teuer e 2 3 4 4 K2 K Takt AD_4.CD