Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
Лабораторна робота №12
Тема: Дослідження цифро-аналогових перетворювачів
1 Мета роботи: Вивчення принципів побудови ЦАП, дослідження ЦАП на дискретних елементах і у вигляді інтегральної мікросхеми, придбання навиків по їх застосуванню.
2 Апаратура та прилади: ПЕОМ, програма Electronics Worbench.
3 Схема дослідження:
Рис. 1Рис.2
Рис. 3
4 Основні теоретичні положення:
У електронній апаратурі широко використовуються як безперервні (аналогові), так і дискретні (цифрові) сигнали. Тому виникла необхідність створення пристроїв, які б здійснювали перетворення інформації з цифрової форми в аналогову – цифро – аналогові перетворювачі (ЦАП) і, навпаки, з аналогової в цифрову – аналогово – цифрові перетворювачі (АЦП).
ЦАП іноді називають перетворювачами код – аналог, оскільки вхідний цифровий сигнал представляється найчастіше в двійковому коді. Завдання ЦАП – перетворення двійкового коду в вихідну напругу, пропорційну ваговим коефіцієнтам розрядів двійкової системи числення (…8, 4, 2, 1). Зміна вхідних кодів викликає зміну вихідної напруги ЦАП.
Найпростіша схема ЦАП (рис.1) являє собою резистивну матрицю, в якій сума струмів, що протікає через спільний резистор R0, пропорційна ваговим коефіцієнтам двійкових розрядів, а вихідна напруга (при R0 << R) пропорційна двійковому числу.
Uвих = ∑I * R0
Число входів, а отже, і складових вихідної матриці, визначається кількістю розрядів двійкового коду, який треба перетворити.
Вага n–го розряду в вихідній напрузі в 2 рази більша, ніж вага (n-1) розряду.
Для одержання складових вихідної напруги, які відрізняються вагою в 2 рази, вибирають певним чином опори резисторів у вхідних колах.
До шини старшого розряду підключають резистор з опором R, тоді кожен наступний резистор повинен мати опір в 2 рази більший за попередній.
Uвих = М(An*2n-1 + Аn-1*2n-2 +… + А2*21 + А1*20).
М = Е*R0/R*2n-1 – масштабний коефіцієнт (коефіцієнт пропорційності), який визначає масштаб перетворення цифрового сигналу, записаного в дужках в десятковій формі і рівного сумі вагових коефіцієнтів для заданої комбінації двійкового коду.
А1, А2, А3…Аn – цифри 1 або 0, які характеризують стан розрядів двійкового коду. Аn – відповідає старшому розряду, А1 – молодшому.
До резисторів ЦАП ставлять жорсткі вимоги по стабільності і точності номінальних опорів, особливо в широкому діапазоні температур.
При розкиді опорів резисторів змінюються значення вагових коефіцієнтів і зростає похибка перетворення. Для усунення цього недоліку використовують схему ЦАП, яка має резистори тільки двох номіналів параметрів R і 2 R.
В ЦАП в інтегральному виконанні широко використовується принцип підсумовування струмів на елементах матриці типу R - 2 R.
5 Послідовність виконання роботи:
5.1 Зібрати (відкрити) схему ЦАП з матрицею на вагових резисторах (рисунок 1), представлену на рисунку 3.
5.2 Включити ручний режим роботи схеми встановленням перемикача [Z] у верхнє положення. Подаючи за допомогою перемикачів [1], [2], [3], [4] на входи різні комбінації двійкових кодів, необхідно визначити струми у розрядних лініях (І1, І2 І3, І4), суму струмів I0, що протікає через спільний резистор R0, і вихідну напругу Uвих, пропорційні числовому значенню для заданої комбінації двійкового коду.
Заповнити таблицю основних параметрів для схеми ЦАП на вагових резисторах по заданим комбінаціям двійкових кодів.
Таблиця 1
| Число в дес.системі | Вхідний цифрові коди | I1 | I2 | I3 | I4 | I0 | М | Uвих |
5.3 Виконати розрахунок коефіцієнту пропорційності М, значення струмів (необхідно обчислити для всіх числових комбінацій) та напруги (для всіх комбінацій) за формулами:
М = ЕR0/8R – коефіцієнт пропорційності (масштабний коефіцієнт).
І1= Е/8R,
І2= Е/4R,
І3= Е/2R,
І4= Е/R,
де E – напруга на входах ( E = 5В ).
I0 = І1+ І2+ І3+ І4;
Uвих = I0R0;
Uвих = ЕR0/8R(A4*8 + A3*4 + A2*2 + A1*1), де Ах – 0 або 1 в залежності від цифрового коду.
5.4 Розшифрувати по довіднику тип інтегральної мікросхеми 572ПА1 на рисунку 2 і назвати функції, які вона виконує.
5.5 Намалювати діаграму залежності вихідної напруги ЦАП (Uвих) від лінійно наростаючого цифрового сигналу на вході (вхідного двійкового коду). Для цього необхідно включити схему в автоматичний режим роботи переведенням перемикача [Z] у нижнє положення. При цьому генератор цифрового коду буде циклічно послідовно подавати на входи двійкові комбінації числових значень від 0 до 15 в зростаючому і зворотному порядку. Отримана осцилограма є основою для побудови діаграми (рисунок 4) залежності напруги (параметру аналогового сигналу) від числового коду (параметру цифрового сигналу).
 |
Рис. 4
6 Зміст звіту:
6.1 Найменування та мета роботи.
6.2 Схема дослідження.
6.3 Перелік приладів.
6.4 Розрахунок основних параметрів ЦАП з матрицею на вагових резисторах.
6.5 Результати досліджень розрахунків (таблиця та діаграма).
6.6 Висновки.
7 Контрольні питання:
7.1 У чому полягає принцип роботи АЦП і ЦАП?
7.2 Які особливості роботи ЦАП з матрицею на вагових коефіцієнтах?
7.3 Які недоліки ЦАП з матрицею на вагових коефіцієнтах?
7.4 Як їх усунути?
7.5 Охарактеризуйте основні параметри ЦАП.
8 Література:
8.1 Ю.П.Колонтаєвський, А.Г.Сосков, “Промислова електроніка та мікросхемотехніка: теорія і практикум.». - К.: «Каравела», 2003. – 368 с.
8.2 Б.А.Калабеков, И.А.Мамзелев, «Цифровые устройства и микропроцессорные системы»: учебник для техникумов связи. - М.»Радио и связь», 1987. – 400 с.
8.3 Б.В.Тарабрин, «Справочник по интегральным микросхемам» - М.:Энергия, 1980.-816 с.
8.4 В.І.Бойко, А.М.Гурій та ін., Схемотехніка електронних систем: у 3 кн. Кн.2. Цифрова схемотехніка: Підручник – 2-ге вид., допов. і переробл. – К.: Вища шк., 2004. – 423 с.
Date: 2015-05-04; view: 481; Нарушение авторских прав; Помощь в написании работы --> СЮДА... |