Методички и лекции / Лаба2_Студенты_первой_подгруппы_1В2_М_
.pdf
последовательном виде двоичное число, соответствующее величине X .
Импульсы сдвига, кроме того, устанавливают счетчик СТ в нулевое состояние,
подготавливая схему к новому циклу преобразования.
Практическая часть
Для заданной преподавателем величины кодируемого напряжения
X=3,93 В рассчитаем кодовую комбинацию, а результат занесем в таблицу 2.1:
Преобразование напряжения Х=3,93В в 7-разрядное число осуществляется за 7 тактов, на каждом такте вырабатывается очередной двоичный символ.
Таблицу 2.1 – Кодовая комбинация
X, В |
Номер такта |
Uэтi |
Uопi |
Si |
|
|
|
|
|
|
1 |
4 |
4 |
0 |
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
3 |
1 |
3 |
1 |
|
|
|
|
|
3,93 |
4 |
0,5 |
3,5 |
1 |
|
|
|
|
|
|
5 |
0,25 |
3,75 |
1 |
|
|
|
|
|
|
6 |
0,125 |
3,875 |
1 |
|
|
|
|
|
|
7 |
0,0625 |
3,9375 |
0 |
|
|
|
|
|
На рисунке 2.1 представлена кодовая комбинация, полученная в результате расчета.
Рисунок 2.1 – Кодовая комбинация для X=3,93 по расчетам
11
На рисунке 2.2 представлена кодовая комбинация для X=3,93,
полученная с помощью преобразователя взвешивающего типа.
Рисунок 2.2 – Кодовая комбинация для X=3,93, полученная с помощью преобразователя взвешивающего типа
Заметим, что полученная комбинация повторяет форму комбинации,
полученной в результате расчетов.
Далее исследуем линейность преобразователя: снимем характеристику преобразования – зависимость выходного кода от величины входного напряжения, а полученные данные занесем в таблицу 2.2.
12
Таблица 2.2 – Исследование линейности преобразования
Входное |
Выходной код |
Десятичное число, соответствующее |
|
двоичной комбинации на выходе |
|||
напряжение, В |
|||
|
|||
|
преобразователя |
||
|
|
||
4 |
1000001 |
65 |
|
|
|
|
|
4,4 |
1001001 |
73 |
|
|
|
|
|
4,8 |
1001101 |
77 |
|
|
|
|
|
5,2 |
1010111 |
87 |
|
|
|
|
|
5,6 |
1011101 |
93 |
|
|
|
|
На рисунке 2.3 представлен график зависимости = ( ).
Комбинация на выходе преобразователя
95
90
85
80
75
70
65
60
3,5 |
4 |
4,5 |
5 |
5,5 |
6 |
Входное напряжения
Рисунок 2.3 – График зависимости = ( )
По рисунку 2.3 видно, что полученная характеристика линейна, с ростом входного напряжения растет и десятичное число, соответствующее двоичной комбинации на выходе преобразователя.
Оценим характеристики преобразователя:
разрешающая способность:
∆U = 0,0625,
быстродействие:
Б=0,005 мкс,
13
среднеквадратическая ошибка квантования:
эф =0,018.
На рисунках 2.4-2.9 представлены осциллограммы зависимости длительности кодируемого временного интервала от числа импульсов на выходе системы для преобразователя последовательного счета.
Рисунок 2.4 – Выставили длительность импульса
Рисунок 2.5 – Число импульсов на выходе схемы: 1
14
Рисунок 2.6 – Выставили длительность импульса
Рисунок 2.7 – Число импульсов на выходе схемы: 3
15
Рисунок 2.8 – Выставили длительность импульса
Рисунок 2.9 – Число импульсов на выходе схемы: 5
По рисункам 2.4-2.9 заметим, что число импульсов N на выходе схемы И1 оказывается пропорциональным длительности кодируемого временного интервала.
16
Оценим характеристики преобразователя:
точность преобразователя:
= = 3 мс, = 2√3 = 0,866 мс,
время преобразования:
tпр=0,5 мс,
быстродействие:
Б=0,33 мс.
Заключение
В ходе выполнения лабораторной работы исследованы такие типы преобразователей, как взвешивающий, работа которого основана на сравнении кодируемого напряжения с взвешенной суммой эталонных напряжений, и
счетно-импульсный, работа которого основана на преобразовании мгновенных значений функции в число импульсов.
Разрядность преобразователя взвешивающего типа равна n=7, в то время как разрядность счетно-импульсного преобразователя равна n=5, в таком случае второй преобразователь менее точный, т.к. количество интервалов у него 32, в то время как у первого 128.
Разрядность первого АЦП, равная n=7, говорит о том, что на один входной отсчет непрерывного сигнала устройство выдаст 7-ми битовую комбинацию. В нашем случае при напряжении, равном 3,93 В,
преобразователь выдал комбинацию 0111110, состоящую из семи бит.
Также исследовалась линейность преобразователя взвешивающего типа:
диапазон входных значений, отображаемый на выходное цифровое значение,
связан по линейному закону с этим выходным значение.
Стоит отметить, что быстродействие, определяемое числом преобразований в единицу времени, преобразователя взвешивающего типа
(0,005 мкс) выше, чем у преобразователя последовательного счета (0,33 мс).
17