Kwalifikacja: ELM.05 - Eksploatacja urządzeń elektronicznych
Zawód: Technik elektronik
Które wartości powinny posiadać rezystory R1 ÷ R4, aby dany układ przetwornika cyfrowo-analogowego posiadał liniową charakterystykę przetwarzania? Bit oznaczony literą A jest bitem najmniej znaczącym.
Odpowiedzi
Informacja zwrotna
Poprawna odpowiedź to R1=R, R2=2R, R3=4R, R4=8R, ponieważ wartości rezystorów muszą rosnąć w sposób wykładniczy, aby zapewnić liniową charakterystykę przetwarzania w przetworniku cyfrowo-analogowym (DAC). W przypadku, gdy wartość rezystora rośnie dwukrotnie z każdym kolejnym stopniem, otrzymujemy idealne odwzorowanie wartości cyfrowych na napięcie wyjściowe. Taki układ zapewnia, że każdy bit ma odpowiednią wagę w odniesieniu do innych bitów, co jest kluczowe w kontekście prawidłowego działania DAC. W praktyce oznacza to, że przy każdym zwiększeniu wartości cyfrowej o jeden, napięcie wyjściowe rośnie w sposób liniowy, co jest istotne w aplikacjach audio, wideo oraz w systemach komunikacyjnych, gdzie jakość sygnału jest kluczowa. Standardy branżowe, takie jak IEC 61131-3, podkreślają znaczenie poprawnej konfiguracji komponentów elektronicznych w kontekście ich zastosowań, aby uniknąć problemów z jakością sygnału i zapewnić spójność wyników.
Wartości rezystorów w pozostałych odpowiedziach są nieodpowiednie, ponieważ nie spełniają wymogu liniowej charakterystyki przetwarzania. Użytkownicy mogą błędnie zakładać, że równomierne rozmieszczenie rezystorów, jak w przypadku R1=R, R2=R, R3=R, R4=R, zapewni liniowość, jednak prowadzi to do sytuacji, w której każdy bit ma tę samą wagę. Taki układ skutkuje tym, że wzrost wartości cyfrowej o jeden nie przekłada się na proporcjonalny wzrost napięcia wyjściowego, co może powodować nieliniowość i zniekształcenia sygnału. Wartości, które rosną w sposób wykładniczy, tj. R1=R, R2=4R, R3=16R, R4=64R, a także R1=R, R2=3R, R3=9R, R4=27R, również nie spełniają wymogu podziału napięcia, ponieważ nie zapewniają odpowiednich proporcji dla każdego bitu, co prowadzi do złożonych zależności między wartością cyfrową a napięciem wyjściowym. Zrozumienie, że rezystory w DAC muszą być dostosowane tak, aby zapewnić proporcjonalny wpływ na napięcie wyjściowe, jest kluczowe dla projektowania i implementacji systemów elektronicznych. Niezrozumienie tej zasady może skutkować błędnymi projektami, a w efekcie niską jakością sygnału i zminimalizowaną wydajnością całego układu.