Differences

This shows you the differences between two versions of the page.

--- hw:lab:e2_adc_pipeline:start [2011/03/01 08:04]
szymon.kulis [Implementacja modelu analogowo-cyfrowego przetwornika potokowego]
+++ hw:lab:e2_adc_pipeline:start [2019/03/08 14:08] (current)
@@ Line 25: / Line 25: @@
       - do wartości analogowej dodawane jest (Vrefp - Vrefm)/2, wynik jest mnożony przez dwa i przekazywany do następnego stopnia
-==== Zadanie ====
+==== Zadanie 1 ====
 Zaimplementować procedurę(klasę) realizującą funkcje przetwarzania sygnału w taki sposób jak to robi przetwornik potokowy. Zaimplementowany model powinien mieć możliwość
-  - zmiany ilości bitów
+  * zmiany ilości bitów
-  - zmiany wzmocnienia we wzmacniaczu MDAC (domyślnie 2)
+  * zmiany wzmocnienia we wzmacniaczu MDAC (domyślnie 2)
-  - zmiany offsetu komparatora (domyślnie 0)
+  * zmiany offsetu komparatora (domyślnie 0)
+==== Zadanie 2 ====
 Dla tak przygotowanego modelu proszę wyznaczyć funkcje przejścia (tzn. zależność kodu wyjściowego od wartości analogowej podawanej na wejście) dla przetwornika 4 bitowego w przypadku domyślnych wartości wzmocnienia oraz offsety oraz dla wzmocnienia wynoszącego 1,9 i offsetcie 0,1.
+=====  Badanie parametrów statycznych przetwornika metodą histogramową =====
+W idealnym przetworniku analogowo-cyfrowym każdy ze schodków funkcji przenoszenia ma taką samą szerokość (porównaj poprzedni punktu). Różnice pomiędzy idealną szerokością schodków
+a ich rzeczywistą szerokością nazywamy nieliniowością różniczkową (ang. Differen-
+tial Non-Linearity - DNL) i obliczamy ją dla każdego z N schodków przy pomocy
+następującego równania:
+<latex>
+DNL(N) = \frac{V (N + 1) − V (N) − V_{LSB} }{ V_{LSB}}
+</latex>
+gdzie V (N + 1) i V (N ) są progami przełączania kolejnych schodków, natomiast VLSB
+oblicza się z :
+<latex>
+V_{LSB} = \frac{V_{REF}}{2^N}
+</latex>
+Nieliniowość całkowa (ang. Integral Non-Linearity - INL) natomiast jest to odległość każdego ze schodków od prostej łączącej początek pierwszego i ostatniego schodka idealnej funkcji przenoszenia (rys. 1.5(b)). Istnieje zależność pomiędzy nieliniowością różniczkową
+a całkową, a mianowicie nieliniowość całkową możemy wyznaczyć z równania:
+<latex>
+INL(N) = \sum{DNL(N)}
+</latex>
+Najpopularniejszą metodą wyznaczania obu wyżej wymienionych nieliniowości jest
+tak zwana metoda histogramowa. W metodzie tej na wejście badanego układu poda-
+wany jest sygnał narastający liniowo (rys. 4.1a), a wyniki konwersji umieszczane są
+w zbiorczym histogramie.
+{{  :hw:lab:e2_adc_pipeline:hist.png?650  |}}
+Przy zadanej częstotliwości próbkowania i zboczu sygnału
+narastającego na każdy poziom przetwornika przypada stała liczba próbek, a co za
+tym idzie ilość danych kodów wyjściowych w histogramie 4.1b. Jeśli długości po-
+szczególnych poziomów są różne, ma to odzwierciedlenie w histogramie wyjściowym
+.1c. Wysokości poszczególnych przedziałów Ni wykorzystywane są do wyznaczenia
+nieliniowości różniczkowej jako:
+<latex>
+DNL(N) = \frac{Ni}{N_{avr}}
+</latex>
+gdzie <latex> N_{avr}</latex> jest średnią ze wszystkich schodków. Ze względów praktycznych schodki skrajne najczęściej są odrzucane, jako że zawierają one znacznie większą liczbę przypadków. Jest to związane z tym, iż przetwornik dla napięć z poza zakresu pełnej skaliwskazuje kody brzegowe. Mając wyznaczone nieliniowości różniczkowe, nieliniowości całkowe wyznacza się przy pomocy zależności 4.2.
+==== Zadanie 3 ====
+Zaimplementować procedurę realizującą wyżej opisaną metodę histogramową.
+==== Zadanie 4 ====
+Wyznaczyć zależności DNL/DNL od numeru kodu dla przetwornika 10 bitowego (model z zadania 1) w przypadku domyślnych wartości wzmocnienia oraz offsetu oraz dla wzmocnienia wynoszącego 1,9 i offsetcie 0,1.
+===== Oczekiwane wyniki =====
+==== zadanie 1/2 ====
+{{  :hw:lab:e2_adc_pipeline:transfer.png?300  |}}
+==== zadanie 3/4 ====
+{{  :hw:lab:e2_adc_pipeline:inldnl.png?300  |}}
+===== Do przemyslenia =====
+  * wprowadzac brakujace kody ?
+  * mowic cos o bledzie wzmocnienia i offsetu ?
+  * robic cwiczenia z niesymetrycznymi referencjami ?
-===== Plan ćwiczenia =====
+===== Dla ambitnych =====
+  * ENOB w funkcji gain
+  * ENOB w funkcji offsett
+  * implementacja 2bit/stage
-    - implementacja parametryzowalnego modelu przetwornika potokowego (wzmocnienie, napięcie komparatorów)
-    - badanie funkcji przejścia przetwornika
-    - badanie parametrów statycznych przetwornika metodą histogramową
-    - badanie wpływu parametrów modelu (np. wzmocnienie) na parametry statyczne

lumiwiki

User Tools

Site Tools

Differences

Page Tools