Главная Случайная страница



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 неотразимый комплимент 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 цифри1або0,які характеризують стан розрядів двійкового коду. Аn відповідає старшому розряду, А1молодшому.

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 Rі 2R.

В ЦАП в інтегральному виконанні широко використовується принцип підсумовування струмів на елементах матриці типу R- 2R.

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: 317; Нарушение авторских прав



mydocx.ru - 2015-2021 year. (0.016 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию