63. feladat - RC + ADC — egyedi megoldás

Ez az oldal kizárólag ehhez a feladathoz tartozik.

Vicces elektronikai tanulófigura
Tanulj, mérj, aztán csak utána hibáztasd a macskát.
63. feladat - RC + ADC — egyedi megoldás: passive témakörű műszaki szemléltető ábra
Passive témakör — gyors vizuális modell.

1. Feladat

10 kΩ/100 nF low-pass kerül ADC elé. fc és τ?

Ábra a feladathoz

Vicces tanulási ikon: cat-thinker2. Megoldási terv

  1. Határozd meg a teljes bemeneti tartományt és a felbontást/mintavételt.
  2. Számold ki az LSB-t vagy a Nyquist-feltételt.
  3. Fordítsd át a fizikai bemenetet kóddá vagy a mintavételi frekvenciát frekvenciatartománnyá.
  4. Ellenőrizd a zajt, referenciahibát és aliasing lehetőségét.

Vicces tanulási ikon: cat-builder3. Adatok és modell

Adatok és feltételezések

Konkrétan megadott számadatok:

  • 10 kΩ
  • 100 nF

Modell/feltétel:

  • Az ADC kódszámításnál ideális kvantálást feltételezünk; a zajt csak akkor vesszük bele, ha külön meg van adva.
  • Ideális R és C elemeket feltételezünk, ha ESR/ESL/tolerancia nincs külön megadva.

Vicces tanulási ikon: fish-answer4. Mit keresünk?

A feladat célmennyiségét vagy célkövetkeztetését egyetlen mondatban fogalmazd meg, mielőtt számolni kezdesz.

Vicces tanulási ikon: cat-formula5. Levezetés / számolás

A számítás gerince: τ=RC=0,001 s; fc=1/(2π·0,001)≈159 Hz. A behelyettesítés után mindig tartsd meg az egységeket, mert az egységellenőrzés az egyik legegyszerűbb hibaszűrő.

Vicces tanulási ikon: cat-success6. Rövid eredmény

fc≈159 Hz; τ=1 ms

Vicces tanulási ikon: fish-helper7. Ellenőrzés

ADC sanity-check: a kód nem lépheti túl a teljes skálát; 1 LSB mindig a teljes tartomány/2^N nagyságrendje; fs-nek elegendően nagynak kell lennie a jel sávszélességéhez.

Vicces tanulási ikon: capybara-cheer8. Fizikai értelmezés

τ=RC=0,001 s; fc=1/(2π·0,001)≈159 Hz.

Vicces tanulási ikon: capybara-coffee9. Kiértékelés és valós korlátok

Kiértékelés: hasonlítsd össze az eredményt azzal, amit fizikailag vártál. Ha az eredmény meglepő, először az egységátváltást, majd a modellt és az implicit feltételezéseket ellenőrizd.

Vicces tanulási ikon: fish-answer10. Továbblépés

Továbblépés: adj hozzá bemeneti zajt és referenciahibát, majd becsüld meg, mennyi effektív bit marad használható.

Vicces tanulási ikon: cat-success11. Önértékelés

Önértékelés: 2 pont terv/modellezés, 3 pont számítás, 2 pont valós korlátok, 1 pont sanity-check.

12. Gyors önellenőrző kérdések

  • Mi volt a megoldás kulcsfelismerése?
  • Melyik feltételezést használtuk?
  • Melyik valós hatás változtatná meg leginkább az ideális eredményt?
  • Milyen méréssel ellenőriznéd a számítást egy valódi áramkörön?