До лабораторного практикуму з курсу

До лабораторного практикуму з курсу

²Комп’ютерний експеримент²

для студентів радіофізичного факультету.

Київ 2011

Київський національний університет імені Тараса Шевченка

Оберемок Є.А., Клімов О.С.

ПОСІБНИК

До лабораторного практикуму з курсу

²Комп’ютерний експеримент²

для студентів радіофізичного факультету.

Київ 2011

УДК 681.3

Посібник до лабораторного практикуму з курсу ²Комп’ютерний експеримент² для студентів радіофізичного факультету,

Рецензент

Затверджено Вченою радою

радіофізичного факультету

Київського національного університету

імені Тараса Шевченка

Зміст

Загальні відомості 5

1. Розрядність АЦП.. 5

2. Типи перетворення. 6

Лінійні АЦП.. 6

Нелінійні АЦП.. 6

3. Точність. 7

Похибки квантування. 7

Нелінійність. 7

Апертурна похибка. 7

4. Частота дискретизації 8

5. Накладання спектрів (Аліасінг) Ошибка! Закладка не определена.

6. Підмішування псевдовипадкового сигналу (dither) Ошибка! Закладка не определена.

7. Передискретизація. Ошибка! Закладка не определена.

8. Типи АЦП.. 9

9. Застосування АЦП в звукозаписі 11

10. Інші застосування. 12

Опис схеми лабораторної роботи "Аналого-цифровий перетворювач". 16

Цифрова частина. 16

Аналогова частина. 17

Список літератури. 18

Додаток. 19

ВИКОРИСТАННЯ АНАЛОГО - ЦИФРОВОГО ПЕРЕТВОРЮВАЧА КЕРОВАНОГО ЗА ДОПОМОГОЮ ІНТЕРФЕЙСУ CENTRONICS (LPT).

Мета роботи: Вивчення принципів роботи паралельного порту ЕОМ Centronics (вітчизняний аналог – ИРПМ-М) та принципів керування за його допомогою зовнішнім пристроєм –аналого - цифрового перетворювачем (ЦАП).

Завдання:

1. Ознайомитися з організацією та принципами роботи паралельного інтерфейсу Centronics

2. Ознайомитися з принциповою, програмною схемами та принципами роботи схемами аналого - цифрового перетворювача

3. Ознайомитися з описами приладів, що входять до блок-схеми експериментальної установки.

4. Сформувати напруги керування синусоїдальної форми, пилкоподібної та трикутної, або такої форми, яку буде завдано викладачем.

5. Скласти звіт про виконану роботу з грунтовним поясненням отриманих результатів, зробити змістовні висновки.

Загальні відомості.

1.Аналого-цифрові перетворювачі

АЦП, Ана́лого - цифрови́й перетворювач (analog-to-digital converter - ADC)) ‑ пристрій, що перетворює вхідний аналоговий сигнал в дискретний код (цифровий сигнал).

Як правило, АЦП — електронний пристрій, що перетворює напругу в двійковий цифровий код. Проте, деякі неелектронні пристрої, такі як перетворювач кут-код, слід також відносити до АЦП.

1.1 Розрядність АЦП

Розрядність АЦП характеризує кількість дискретних значень, які перетворювач може видати на виході. Вимірюється в бітах. Наприклад, АЦП, здатний видати 256 дискретних значень (0..255), має розрядність 8 бітів, оскільки 2⁸ = 256. Розрядність може бути також визначена в величинах вхідного сигналу і виражена, наприклад, в вольтах. Розрядність за напругою дорівнює напрузі, що відповідає максимальному вихідному коду, який ділиться на кількість вихідних дискретних значень. Наприклад:

• Приклад 1
• Діапазон вхідних значень = від 0 до 10 В.
• Розрядність АЦП 12 бітів: 2¹² = 4096 рівнів квантування
• Розрядність за напругою: (10-0)/4096 = 0.00244 В. = 2.44 мВ

• Приклад 2
• Діапазон вхідних значень = від −10 до +10 В.
• Розрядність АЦП 14 бітів: 2¹⁴ = 16384 рівнів квантування
• Розрядність за напругою: (10-(-10))/16384 = 20/16384 = 0.00122 В. = 1.22 мВ

На практиці розрядність АЦП обмежена відношенням сигнал/шум вхідного сигналу. При великій інтенсивності шумів на вході АЦП розрізнення сусідніх рівнів вхідного сигналу стає неможливим, тобто погіршується розрядність. При цьому реальний досяжний дозвіл описується ефективною кількістю розрядів (effective number of bits — ENOB), яка менше, ніж реальна розрядність АЦП. При перетворенні сильно зашумленого сигналу молодші біти вихідного коду практично не несуть корисної інформації, оскільки містять шум. Для досягнення заявленої розрядності відношення С/Ш вхідного сигналу повинне бути приблизно 6 дБ на кожен біт розрядності.