3. Лабораторные задания

Задание 1. Исследование ЦАП с суммированием весовых токов. На лабораторном стенде в соответствии со схемой (рис. 14) собрать электрическую цепь ЦАП с суммированием весовых токов. В качестве источников ЭДС использовать источники: Е₁ = 5,2 В (4,8  7,0)В – 5 элементов батареи; Е₂ – в соответствии с вариантом задания. Сопротивления резисторов R₁  R₄ выбрать в соответствии с рассчитанными в подготовительном задании значениями.

После подключения к ЦАП источников ЭДС провести измерение выходных напряжений U_вых ЦАП при значениях двоичных чисел на входе ЦАП в соответствии с подготовительным заданием. Измерение напряжений провести с помощью цифрового вольтметра, а изменение значений двоичных чисел – путем изменения состояний переключателей S₁  S₄ (в качестве которых использовать кнопочные переключатели типа П2К).

Полученные значения занести в табл. 2 и определить значения относительных погрешностей для каждого результата измерений:  = 100U_вых- U_{вых.расч}/U_{вых.расч} %.

Задание 2. Исследование ЦАП, выполненного на основе резистивной матицы R-2R.

На лабораторном стенде в соответствии со схемой (рис. 15) собрать электрическую цепь ЦАП с резистивной матрицей R-2R. В качестве источников ЭДС использовать источники, аналогичные источникам (задание 1). Сопротивления резисторов R₁  R₈ выбрать в соответствии с п. 3 подготовительным задания.

После подключения к ЦАП источников ЭДС провести измерение выходных напряжений U_вых ЦАП при изменении значений двоичных чисел на входе ЦАП в соответствии с подготовительным заданием. Измерение напряжений провести с помощью цифрового вольтметра, а изменение значений двоичных чисел – путем изменения состояний переключателей S₁  S₄. Полученные значения напряжений U_вых занести в табл. 2 и определить значения относительных погрешностей для каждого результата измерений.

Задание 3. Исследование двоичного и двоично-десятичного счетчиков импульсов на микросхеме К176ИЕ2. На лабораторном стенде собрать электрическую цепь (рис. 10). Параметры элементов R₁, C₁ выбрать по параметрам элементов R₂, C₂ (рис. 11) лабораторной работы № 4, напряжение: Е = 5,2 В (4 элемента батареи).

Подключить шины “а”, “б”, “в” к общей шине питания и с помощью осциллографа снять временные диаграммы напряжений на выходах Q₁  Q₁₆ счетчика. При съеме временных диаграмм использовать внешнюю синхронизацию осциллографа сигналом с выхода Q₁₆.

Переключить шины “а”, “б” на выходы Q₂ и Q₈ счетчика и провести съем временных диаграмм напряжений на выходах Q₁  Q₈ при внешней синхронизации осциллографа сигналом с выхода Q₈.

Переключить шины “а”, “б” к общей шине, а шину “в” к +Е и провести съем временных диаграмм напряжений на выходах Q₁  Q₈ при внешней синхронизации осциллографа сигналом с выхода Q₈.

Подключить шины “а”, “б” к шине +Е и убедиться, что счетчик находится в сброшенном состоянии (на выходах Q₁  Q₈ – логические нули).

Полученные временные диаграммы нарисовать с учетом масштаба и взаимного расположения в отчете и сравнить с построенными диаграммами в п. 4 подготовительного задания.

По результатам проведенных исследований и сопоставлений сделать выводы:

 о погрешностях преобразований, полученных при исследовании двух вариантов ЦАП;

 о соответствии временных диаграмм (задание 3).

Контрольные вопросы

1. Какие электронные устройства называются цифровыми? Расскажите про решаемые ими задачи и возможности применения.

2. Расскажите про цифровые логические элементы, их назначение и возможности использования. Приведите примеры графического изображения логических элементов.

3. Поясните понятия “Комбинационные и последовательностные устройства, конечные автоматы, цифровые автоматы, автоматы с памятью”.

4. Расскажите, что вы знаете про шифраторы, дешифраторы и преобразователи кодов, их назначение, выполняемые функции и реализацию в выпускаемых микросхемах.

5. Расскажите про цифровые мультиплексоры и демультиплексоры, цифровые компараторы.

6. Расскажите про триггеры, их назначение и классификацию. Как определяются названия триггеров в зависимости от используемых входов?

7. Что называется полусумматором и полным сумматором? Расскажите про цифровые микросхемы сумматоров.

8. Что вы знаете про цифровые счетчики и их реализацию на основе микросхем.

9. Поясните понятия “суммирующий счетчик, вычитающий счетчик и реверсивный счетчик”.

10. Расскажите про регистры, их назначение и классификацию.

11. Расскажите про цифровые запоминающие устройства, их назначение и классификацию, принципы работы.

14. Нарисуйте схемы ЦАП, исследованных в лабораторной работе. Поясните их принцип действия и расчет элементов.

15. Расскажите про известные вам АЦП параллельного действия, их преимущества и недостатки.

16. Нарисуйте функциональные схемы известных вам АЦП последовательного действия и поясните их работу.

17. Поясните составленную в процессе выполнения подготовительного задания схему АЦП и поясните ее работу.

18. Расскажите про микропроцессоры и микропроцессорные комплексы и возможности их использования.

19. Поясните полученные в работе результаты, построенные диаграммы и сделанные выводы.

Список литературы

1. Александров К.К., Кузьмина Е.Г. Электротехнические чертежи и схемы. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 288 с.

2. Аналоговая и цифровая электроника: Учебник для вузов / Ю.Ф.Опадчий, О.П.Глудкин, А.И.Гуров. Под ред. О.П.Глудкина. – М.: Радио и связь, 1996. – 768 с.

3. Зельдин Е.А. Цифровые интегральные микросхемы в информационно-измерительной аппаратуре. – Л.: Энергоатомиздат, 1986. – 280 с.

4. Лачин В.И., Савелов Н.С. Электроника: учеб. Пособие. Ростов н/Д: изд-во «Феникс», 2000. – 448 с.

5. Ленк Дж. Электронные схемы: Практическое руководство: Пер. с англ. – М.: Мир, 1985. – 343 с.

6. Ломанович В.А., Румянцев М.М. Пособие по подготовке мастеов по ремонту радиоприемников. – М.: “ДОСААФ”, 1964. – 366 с.

7. Основы цифровой техники / Л.А.Мальцева, Э.М.Фромберг, В.С.Ямпольский. – М.: Радио и связь, 1987. – 128 с.

8. Пейтон Дж, Волш В. Аналоговая электроника на операционных усилителях: Пер. с англ. – М.: БИНОМ, 1994. – 352 с.

9. Питолин В.М., Селезнев А.Т. Основы электротехники: Учебное пособие. – Воронеж: Воронежский институт высоких технологий, 2004. 182 с.

10. Прянишников В.А. Электроника: Курс лекций. – СПб.: Корона-принт, 1998. – 400 с.

11. Расчет электронных устройств на транзисторах / Л.Н.Бочаров, С.К.Жебряков, И.Ф.Колесников. – М.: Энергия, 1978. – 208 с.

12. Селезнев А.Т. Основы электро- и радиотехнических работ: Учебное пособие. - Воронеж: Изд-во ВГПУ, 1997. - 140 с.

13. Селезнев А.Т. Лабораторный практикум по электронике: Учебное пособие. - Воронеж: Издательство «Научная книга», 2004. - 208 с.

14. Электроника: Справочная книга // Ю.А.Быстров, Я.М.Великсон, В.Д.Вогман и др. / Под ред. Ю.А.Быстрова. – СПб.: Энергоатомиздат, 1996. – 544 с.

15. Хейзерман Д. Применение интегральных схем: Пер. с англ. М.: Мир, 1984. – 207 с.

113