Описание установки.

Функциональная схема лабораторной установки показана на рисунке 3.

В состав лабораторной установки входят:

R1 – потенциометр;

V – контрольный измерительный прибор;

К – компаратор;

ЗИ – логический элемент;

СТ – счетчик импульсов;

ДД – дешифратор;

HL1, HL2 – семисигментные цифровые индикаторы;

ГТИ – генератор тактовых импульсов;

ГПН – генератор пилообразного напряжения;

ГСИ – генератор счетных импульсов;

SА1 – переключатель «частота».

Генератор тактовых импульсов вырабатывает прямоугольные импульсы с частотой следования 2 Гц. При такой частоте длительность импульса равна 250 mS. На рисунке 4.

Во время действия импульса происходит подсчет числа счетных импульсов. При частоте счетных импульсов f_сч1 (40Гц) успевает сформироваться 10счетных импульсов за время действия тактового импульса Т_и.

При f_сч1=40 Гц период одного счетного импульса Т_сч1 =1/ f_сч1 =1/40=0,025 сек = 25mS.

Отношение Т_и / Т_сч1 = N₁=250/25 = 10.

Соответственно, при частоте счетных импульсов f_сч2 = 400Гц число счетных импульсов N₂ = 100.

Амплитуда линейно изменяющегося пилообразного напряжения за время Т_и достигает 10 В, смотри рисунок .

Диапазон измерения входного сигнала АЦП при отсутствии специальных делителей напряжения равен максимальному значению амплитуды пилообразного напряжения. Значит в данной установке с помощью ЦАП можно измерять напряжения от 0 до 10 В. При частоте счетных импульсов f_сч1 каждому вольту измеряемого напряжения соответствует 10 импульсов.

Для увеличения диапазона измерения входного сигнала, сигнал U_вх необходимо подавать на вход 1 компаратора через делитель напряжения 1:10, смотри рисунок.

Порядок выполнения работы.

1. установить переключатель частоты в напряжение f_сч1.

2. плавно увеличивая уровень напряжения с помощью U_вх потенциометра R1 по показаниям прибора V определить значения U_вх, при которых на цифровых индикаторах загорятся цифры, указанные преподавателем (две цифры в начале диапазона измерения, две цифры в конце диапазона). При этом значения измеренных по цифровому индикатору напряжений будет равны N*1, где N – знак на цифровом индикаторе.

3. Используя показания контрольного прибора V и показания цифровых индикаторов определить погрешность преобразования АЦП как разность этих показаний.

4. используя показания цифровых индикаторов определить погрешности показаний АЦП в начале и в конце диапазона измерений по формуле:

∆=(N_i – N_i-1)/N_i ,

где N_i – текущее значение показания индикатора.

N_i-1 – предыдущее показание индикатора.

Сравнить величины погрешностей в начале и в конце

диапазона измерения, сделать вывод.

5. установить переключатель частоты в положение f_сч2. Выполнить операции пунктов 2,3,4. При этом значения по цифровому индикатору напряжений будут равны N₁N₂*0,1, где N₁ и N₂ - цифры на первом и втором цифровых индикаторах.

6. Сравнить погрешности АЦП при использовании частот f_сч1 и f_сч2.

Требовании к отчету.

Отчет должен содержать:

1. краткий конспект теоретической части с использованием рис.2;

2. описание лабораторной установки с использованием рис.3;

3. результаты лабораторных экспериментов оформить в виде таблицы 1 для частот f_сч1 и f_сч2.

Таблица 1.

Начало диапазона измерения	U1, (В)	U2, (В)	Погрешность измерения, ∆1н	Погрешность преобразования, ∆2н
Конец диапазона измерения	U3, (В)	U4, (В)	Погрешность измерения, ∆1к	Погрешность преобразования, ∆2к