List de exerciii aferente cursului de IEM seriile A i F

Autor: .L. Dr. ing. Octaviana Datcu

Convertoare Numeric-Analogice

/ 2.RA V=

/ 2.RA V=

1. Se d un CNA bipolar care lucreaz n cod binar deplasat. Pe intrrile de date se apli-c eantioanele unui semnal sinusoidal de amplitudine Se cere s se deduc for-ma de und la ieirea CNA-ului dac bitul cel mai semnificativ al CNA-ului este inut foratla mas.

2. Se d un CNA bipolar care lucreaz n cod binar deplasat. Pe intrrile de date se apli-c eantioanele unui semnal sinusoidal de amplitudine Se cere s se deduc for-ma de und la ieirea CNA-ului dac bitul cel mai semnificativ al CNA-ului este inut forat la1 logic.

3. Se d un CNA bipolar care lucreaz n cod binar deplasat. Pe intrrile de date se apli-c eantioanele unui semnal sinusoidal de amplitudine Se cere s se deduc for-ma de und la ieirea CNA-ului dac bitul b2 al CNA-ului este inut forat la mas.

4. Se d un CNA bipolar care lucreaz n cod binar deplasat. Pe intrrile de date se apli-c eantioanele unui semnal sinusoidal de amplitudine Se cere s se deduc for-ma de und la ieirea CNA-ului dac bitul b2 al CNA-ului este inut forat la 1 logic.

/ 2.RA V=

/ 2.RA V=

Convertoare Numeric-Analogice

/ 2.RA V=

/ 2.RA V=

5. Se d un CNA bipolar care lucreaz n cod complement fa de doi. Pe intrrile de datese aplic eantioanele unui semnal sinusoidal de amplitudine Se cere s se deducforma de und la ieirea CNA-ului dac bitul cel mai semnificativ al CNA-ului este inut foratla mas.

6. Se d un CNA bipolar care lucreaz n cod complement fa de doi. Pe intrrile de datese aplic eantioanele unui semnal sinusoidal de amplitudine Se cere s se deducforma de und la ieirea CNA-ului dac bitul cel mai semnificativ al CNA-ului este inut forat la1 logic.

7. Se d un CNA bipolar care lucreaz n cod complement fa de doi. Pe intrrile de datese aplic eantioanele unui semnal sinusoidal de amplitudine Se cere s se deducforma de und la ieirea CNA-ului dac bitul b2 al CNA-ului este inut forat la mas.

8. Se d un CNA bipolar care lucreaz n cod complement fa de doi. Pe intrrile de datese aplic eantioanele unui semnal sinusoidal de amplitudine Se cere s se deducforma de und la ieirea CNA-ului dac bitul b2 al CNA-ului este inut forat la 1 logic.

/ 2.RA V=

/ 2.RA V=

9. n scopul realizrii unei nmuliri cu 2, biii eantioanelor corespunztoare unui semnal sinusoidal, cu amplitudinea de aproximativ sunt deplasai spre stnga cu o poziie, fr a se a-loca bii suplimentari, i aplicai unui CNA. S se reprezinte semnalul de la ieirea CNA-ului, dac se lucreaz n cod binar deplasat. Discuie n funcie de amplitudinea semnalului.

10. n scopul realizrii unei nmuliri cu 2, biii eantioanelor corespunztoare unui semnal sinusoidal, cu amplitudinea de aproximativ sunt deplasai spre stnga cu o poziie, fr a sealoca bii suplimentari, i aplicai unui CNA. S se reprezinte semnalul de la ieirea CNA-ului, dac se lucreaz n cod complement fa de 2. Discuie n funcie de amplitudinea semnalului.

11. Se consider un CAN cu rezistene ponderate pentru care relaia de conversie este dat de

unde i iarToleranele rezistenelor sunt

S se determine eroarea relativ limita a tensiunii de ieire pentru numrul N=40H aplicat peintrarea de date. R are valoarea de

/ 2,RV

Convertoare Numeric-Analogice

/ 2,RV

0 e2 e1 e2( ) (R ) / (R R ),RU N V= +8

e11

R (2 2 )kkk

R b =

= 8

e21

R (2 (1 )2 ) ,kkk

R b =

= 10 .RV V=0.5%.Rk R = =

10 .k

12. Se d convertorul numeric-analogic cu ieire n tensiune din figur. Se cunoscS se determine: a) relaia de conversie; b) domeniul ten

siunilor de ieire; c) rezoluia convertorului.

10 ,RV V=

Convertoare Numeric-Analogice

0 1 25 , 10 .rR k R R R k= = = =

Vo

13. Se consider urmtoarea form de reprezentare aritmetic a numerelor, cu ajutorul a n1+n2+1 cifre, n baza de numeraie B:

cu i Se cere: a) s se determine domeniul valorilor posibile, precizia de reprezentare i numrulde numere distincte pentru n1=2, n2=3 i B=10. Determinai aceleai lucruri pentru B=8, i aceleai n1 i n2; b) s se determine numrul minim de cifre, i valorile cifrelor pentru a reprezenta numrul N=5,45 n baza zecimal (D).

1

2,

nk

kk n

N c B=

=

{0,1,..., 1}kc B * \{1}.B =

14. S se realizeze urmtoarele conversii pe numrul minim de cifre: a) n baza decimal (D),octal (O) i hexazecimal (H) a numarului binar 101101,010101|B; b) n baz B, O, H a numrului zecimal 39.26 cu o eroare maxim (n baza D) Care este numrul de bii/cifre necesar pentru fiecare conversie?

15. Reprezentai n baza 2 (B) numrul zecimal (D) 23,65.

16. Reprezentai n complement fa de 2 (CD), cod binar deplasat (BD) i cod mrime isemn (MS) numrul subunitar pozitiv 0.390625 i numrul subunitar negativ - 0.390625.

17. Realizai conversia din binar (B) n zecimal (D) a numrului 101101,010101|B.

18. Realizai conversia din binar (B) n octal (O) a numrului 101101,010101|B.

19. Realizai conversia din binar (B) n hexazecimal (H) a numrului 101101,010101|B.

20. Realizai urmtoarele operaii pentru numerele binare subunitare reprezentate ncomplement fa de 2 (CD): a) sumele pe 5 bii pentru 01010+00101 i 11100+11001; b) produsul cu rezultatul pe 8 bii (inclusiv bitul de semn) pentru 01011*0101.

Convertoare Numeric-Analogice

0.002.De

21. Cum se definete timpul de conversie al unui CNA i ce componente are?22. Desenai schema unui CNA cu rezistene ponderate de 4 bii cu domeniul delucru 0; 3,75V. 23. Desenai schema unui CNA cu reea R-2R de 4 bii, cu pasul de cuantizarede 0,5V i referin de tensiune Dac calculai curentul debitatde sursa de referin.24. Se d CNA-ul cu ieire n tensiune din figur. Se cunosc S se determine i astfel nct convertorul s fie bipolar cu i

Se cunosc relaiile de conversie pentru DAC08: i

.10,10 == kRVV rR

Convertoare Numeric-Analogice

10 .REFU V= 1 ,R k=

1R 2R VV 10min0 =.10max0 VV = k

kk

r

R bRVI

=

= 28

10

.28

10

k

kk

r

R bRVI

=

=

25. Se d CNA-ul cu ieire n tensiune din figur. Se cunosc S se determine relaia de conversie, domeniul tensiunilor de ieire i rezoluiaconvertorului. Se cunosc relaiile de conversie pentru DAC08: i

Convertoare Numeric-Analogice

.5,10,10 1 === kRkRVV rR

k

kk

r

R bRVI

=

= 28

10

.28

10

k

kk

r

R bRVI

=

=

26. Se d CNA-ul cu ieire n tensiune din figur. Se cunosc S se determine relaia de conversie, domeniul tensiunilor de ieire i rezoluiaconvertorului. Se cunosc relaiile de conversie pentru DAC08: i

.5,10,10 1 === kRkRVV rR

k

kk

r

R bRVI

=

= 28

10

.28

10

k

kk

r

R bRVI

=

=

27. Se consider CNA-ul din figur. Se cunosca) S se determine relaia de conversie, domeniul de lucru i rezoluia CNA-ului; b) Dac timpul de comutare a comutatoarelor este de 100ns, s se determine

valoare maxim a capacitii parazite din nodul de nsumare, astfel nct timpul maxim de conversie s fie de 500ns;

c) S se determine eroarea relativ limit a tensiunii de ieire pentru numrul N=40H aplicat pe intrarea de date.

Convertoare Numeric-Analogice

.8,1;2%;5.0,10,10 1 ===== kRRkRVV kkRR k

28. Se d CAN-ul FLASH pe 2 bii din figur. Se cunosc Vref=4V i Vin=1.4V.

a) S se obin codul de la ieirea comparatoarelor.b) Dat fiind circuitul de decodificare din figur, s se gsesasc

expresiile logice pentru biii MSB i LSB.c) S se calculeze numrul N, ieirea CAN-ului.d) S se reprezinte funcia de transfer a circuitului.e) S se precizeze i s se justifice dac este o caracteristic cu

trunchiere sau cu rotunjire.

28.1. Toate rezistoarele au valoarea R.28.2. De la mas spre Vref, rezistoarele au valorile: R/2, R, R, 3R/2.

Convertoare Analog-Numerice

Convertoare Analog-Numerice

29. Se d un CAN cu aproximaii succesive de 8 bii cu S se determine numrul de la ieirea convertorului, folosind algoritmul AS, pentru Reprezentai formele de undcorespunztoare biilor care formeaz acest numr.

30.

Convertoare Analog-Numerice

Indicaie: este rezolvat n culegerea Instrumentaie electronic de msur. Aplicaiirecomandat.

Convertoare Analog-Numerice

31. Un voltmetru de curent continuu cu CAN DP are timpul de integrare a tensiuniinecunoscute t1=16,67ms. Pentru mrirea perturbaiilor alternative se utilizeaz un FTJ cu celul RC cu f-3dB=5Hz. Sa se calculeze eroarea absolut maxim i RRS minim n cazul unei tensiuni perturbatoare de f=10kHz+/-1.6% i amplitudineUps=10V, suprapus peste tensiunea continu msurat. Dac voltmetrul indic0.00002V, cum se manifest perturbaia?

32. Aceeai cerin ca la problema (31), dac t1=20ms i f=10kHz+/-1%.Restul datelor rmn la fel.

33. CAN-ul DP din figura de mai sus are Ucs=20V. Ieirea integratorului are|u(t)|max=10V. Durata integrrii are t1=20ms. Oscilatorul are fck=1MHz.Numrtorul are 5 digii. S se determine:a) valoarea grupului RC;b) numrul N1 aflat n numrtor la nceputul fazei F1;c) tensiunea Uref pentru care se obine rezoluia maxim cu acest

convertor.

34. S se aleag Uref ntr-un CAN DP cu 4 digii, dac exist |Uoffset| de celmult 1mV la comparator. Se impune ca eroarea cauzat de offset s nuafecteze precizia aparatului. Se d RC=txmax.

Convertoare Analog-Numerice

35. Schema CAN-ului DP din figur este o variant simplificat a blocului corespunztor din componena unui voltmetru numeric de curent continuu alimentat de la reeaua electric (50Hz). Se consider R=10K, Uref=10V, eroarea relativ la msurarea Uref=1%0, eps. R=1%, eps. C=1%0, eps. Tck=10^{-5}. Numrtorul este decadic i are n=12bii (3 module de 4 bii). Se cere:a) s se determine relaia de conversie i s se reprezinte cronogramele pentru

tensiunile u(t), uCMP(t) i uCK(t);b) s se determine domeniul de conversie, rezoluia convertorului i timpul de

conversie;c) S se calculeze eroarea relativ de msur pentru Ux=4,5V;d) S se calculeze RRS pentru un semnal perturbator sinusoidal de f1=112.5Hz.

Determinai RRS minim pentru un alt semnal perturbator sinusoidal de f2=5kHz=/-1%.

Convertoare Analog-Numerice

Convertoare Analog-Numerice

36. Se consider CAN-ul cu aproximri succesive din figur. Se cunosc: Vref=10.24V+/-+/-10mv, R1=Rr=4k, R3=10k. Toate rezistenele au tolerana eps. R. Se cere:a) s se determine relaia de conversie i valorile rezistenei R2 n cazul unui convertorbipolar cu cuantizare prin rotunjire, respectiv trunchiere.b) s se calculeze valoare maxim a eps. R pentru care convertorul funcioneaz corectpe 8 bii, pentru cuantizarea prin rotunjire.c) s se determine raportul semnal/zgomot de cuantizare la cuantizarea unui semnal triunghiular simetric cu amplitudinea A0=5V, n condiiile de la punctul (b).d) s se determine fmax a unui semnal sinusoidal ale crui eantioane pot fi cuantizatecu acest convertor, tiind c timpul de propagare prin RAS este tRAS=100ns, timpul deconversie al CAN, tCNA=500ns, comparatorul are SR=12V/us (Slew Rate), dac pentruacionarea sigur a RAS este necesar o tensiune de minim 3V pe intrarea D, pentrunivel logic 1.

Convertoare Analog-Numerice

Cteva considerente personale ale Dr. ing Octaviana Datcu

V recomand pagina web http://www.allaboutcircuits.com/ pentru c mi se pare c este util pentru acumularea de informaii n domeniul electronicii i aprofundarea acestora.

V recomand culegerea Instrumentaie Electronic de Msur. Aplicaii., Autori: Adrian Florin Pun, erban Obreja, Mihai Stanciu, Editura Electronica2000, 2008.

V recomand parcurgerea laboratorului de SSM-IEM cu intenia de a nelegemsurtorile pe care le efectuai. Dac v limitai la a efectua msurtorile cu singurul scop de a promova materia SSM-IEM (a lua not bun la fi i la test), laboratorul se va dovedi a fi nu de foarte mare folos n dezvoltareadumneavoastr ca ingineri.

http://www.analog.com/en/digital-to-analog-converters/da-converters/dac08/products/product.html#product-documentation

http://www.allaboutcircuits.com/worksheets/index.html http://www.allaboutcircuits.com/worksheets/adc.html