VOSIS/VO1P/2. semestr - LO/ZEO/Poznamky.md

Operační zesilovače

součtový zesilovač

Rozdílový zesilovač

• zajímavé zapojení pro analogové řízení
• odpory musí být přesné

Integrátor

• pro generování funkcí
• v AD/DA převodnících
• výstup kombinací vstupu a lineární funkce času

Derivační zapojení

• realizuje funkci derivace pro analogový počítač (historické zapojení)
• potkáme spíš jako filtr

Komparátor

• porovnává dvě napětí na vstupu
• pokud je + vstup vyšší je na výstupu kladné saturační napětí
• pokud je - ...

Schmittův klopný obvod

• komparátor s hysterezí
• musí docházet k určité změně v daném rozsahu, aby došlo k překlopení

Digitalizace signálu

• signál -> určitá velikost napětí

Analogový

Digitální

• přesně definovaná perioda vzorkování

Diskrétní (vzorkovaný)

• nabývá nekonečně mnoho hodnot v daném čase

Digitalizace signálu

• dvě základní operace:
  • vzorkování
  • kvantování

Vzorkování

• problém -> ztráta informace

Kvantování

• rozdělení signálu do napěťových úrovní
• počet rozhodovacích úrovní dává počet bitů převodníku
• počet úrovní = 2^n, kde n je počet bitů
• rozhodování:
  • přesáhne-li vzorek rozhodovací hladinu -> vyšší hladina
  • nepřesáhne-li vzorek rozhodovací hladinu -> nižší hladina
• rozhodovací úrovně jsou přesně mezi kvantovacími úrovněmi

Aliasing

• chybový jev
• souvisí s frekvencemi
• příklady:
  • hodiny - 10 min, 50 min
  • moaré efekt při focení

Vzorkovací teorém (Shannonův teorém)

• bude-li dodržen nedochází k aliasingu F_v > 2*f_{max}[s^-1]
• f_v - vzorkovací frekvence
• f_max - maximální frekvence ve zkoumaném signálu
• realita cca 3-5 násobek f_{max} (může být dostačující)

Anti-aliasing filtr

• je součástí A/D převodníku
• odfiltruje všechny již nežádoucí frekvence dle vzorkovacího teorému
• tzn. odfiltruje všechny vyšší frekvence než je převodník schopen zvládnout
• jde to udělat bez anti-aliasing filtru - digitálně

A/D převodníky

Struktura A/D převodu

• A-Č převodníky převádějí proměnná napětí
• značka AD převodníku !!!
• sample and hold = vyvzorkuj a drž

Komparační převodníky

• od slova porovnávat - ve velkém využívají komparátorů
• paralelní (umět)

Paralelní převodník

• TODO: obrázek!!!
• rezistory paralelně R/2
• rovnoměrné rozdělení rezistorů
• odporová síť rozdělí napětí reference a pak se porovnává s přivedeným napětím
• nejrychlejší - vše v jednom okamžiku

Kompenzační/aproximační převodníky

• jeden komparátor porovnává vstup (digitalizované napětí) s výstupem D/A převodníku

Čítací

• obrázek
• velmi jednoduchý
• má nekonstantní dobu převodu
• moc se nepoužívá

Integrační převodníky

• pracují s operačními zesilovači
• využívají komparátor a integrátor
• jsou velmi přesné

Základní integrační převodník

• obrázek!!!

Parametry A/D převodníků

• rozlišovací schopnost (počet bitů)
• krok kvantování (citlivost) - vzdálenost dvou úrovní
• chyba kvantování - obvykle polovina kroku
• rychlost převodu (počet převodů za sekundu)
• přesnost - má více slože
• stabilita - stálost vlastností při změnách okolí (teplota, vlhkost, ale i stárnutí)