4.9. - Verifica della funzionalità e linearità dell'ADC 0808
Il circuito utilizzato è il seguente:
Al circuito si è dovuta aggiungere una resistenza, tra l'uscita del clock e massa, di 100KW . Tale resistenza è servita per dare una caduta di tensione verso massa e quindi rendere sufficiente la corrente che deve essere in grado di garantire il livello alto e il livello basso. Senza questa resistenza, la corrente non era in grado di garantire i due livelli.
Ognuno degli otto ingressi analogici può venire selezionato da una opportuna combinazione delle tre linee di indirizzo A,B,C. Nel nostro caso tali linee sono a livello logico basso, per cui si seleziona l'ingresso analogico IN0 che risulta collegato al cursore del trimmer RT (10KW , 20 giri).
La tensione in ingresso al convertitore viene rilevata mediante un voltmetro digitale.
Gli ingressi non selezionati (IN1 ¸ IN7) sono collegati a massa.
Avendo collegato gli ingressi VREF(+) e VREF(-) rispettivamente a VCC e a massa, la tensione di ingresso sarà compresa tra 0 e 5V, a cui corrisponde un campo di variazione digitale da 0 a 255 (combinazioni) sulle 8 linee di uscita del convertitore.
Gli stati logici di tali linee (da LSB a MSB) sono visualizzati da 8 LED pilotati da porte NOT (integrato 74LS04).
L'uscita output enable (OE) è collegata a VCC non volendo mettere le uscite in tri-state (alta impedenza).
Il segnale di clock viene fornito dal circuito di clock precedentemente progettato e collaudato, con frequenza di circa 22KHz.
I pin 6 (start of conversion, SC) e 7 (end of conversion, EOC) sono collegati insieme ad ottenere una conversione continua. Infatti, essendo il pin 6 attivato su un fronte di discesa, la fine conversione viene segnalata con un impulso positivo, cioè un fronte di salita seguito da uno di discesa, che fa partire una nuova conversione. (free-run).
È stato necessario collegare il pin 22 (ALE) ad un interruttore privo di rimbalzi, avendo notato che il circuito non funzionava se prima non si forniva il fronte (positivo o negativo, indifferentemente) di un impulso. Quindi, all'atto dell'accensione, prima di poter utilizzare il circuito bisogna commutare questo interruttore.
All'aumentare della tensione di ingresso, in nessun caso, si è avuta una variazione delle combinazioni di uscita in diminuzione.
La tensione relativa alla variazione dell'LSB dovrebbe risultare di
Incrementando l'uscita di un LSB per volta, le variazioni della tensione d'ingresso necessarie sono risultate comprese tra 19,5mV e 20,1mV, valori accettabili.
Nella seguente tabella vengono riportate alcune combinazioni digitali d'uscita, i valori di tensione misurati ai quali avviene la commutazione dalla combinazione che sta sulla stessa riga a quella successiva, i valori teorici calcolati, l'errore.
Combinazione d'uscita |
Valore teorico della tensione d'ingresso alla quale avviene la commutazione alla combinazione successiva |
Valore misurato della tensione d'ingresso alla quale avviene la commutazione alla combinazione successiva |
Errore in valore assoluto |
Errore percentuale |
00000000 |
19,53mV |
19,7mV |
0,17mV |
0,87% |
00000001 |
39,06mV |
38mV |
1,06mV |
2,71% |
00000011 |
78,125mV |
69,7mV |
8,425mV |
10,78% |
00000111 |
0,15625V |
0,149V |
7,25mV |
4,64% |
00001111 |
0,3125V |
0,2985V |
14mV |
4,48% |
00011111 |
0,625V |
0,609V |
16mV |
2,56% |
00111111 |
1,25V |
1,23V |
20mV |
1,60% |
01111111 |
2,5V |
2,473V |
27mV |
1,08% |
11111111 |
5V |
4,995V |
5mV |
0,1% |
La risposta del convertitore non è perfettamente lineare, avendosi uno scarto tra la risposta teorica e quella reale che aumenta con la tensione d'ingresso fino a un massimo di 27mV.
