Лабы / Laba_2_1B2-M_BarsKurPup
.pdf
эт( −5) = 32 = 0,25
оп( −5) = 0 ∙ 4 + 1 ∙ 2 + 0 ∙ 1 + 1 ∙ 0,5 + 0,25 = 2,75< оп → ( −5) = 0
6 такт
эт( −6) = 64 = 0,125
оп( −6) = 0 ∙ 4 + 1 ∙ 2 + 0 ∙ 1 + 1 ∙ 0,5 + 0 ∙ 0,25 + 0,125 = 2,625> оп → ( −6) = 1
7 такт
эт( −7) = 128 = 0,0625
оп( −7) = 0 ∙ 4 + 1 ∙ 2 + 0 ∙ 1 + 1 ∙ 0,5 + 0 ∙ 0,25 + 1 0,125 + 0,0625 =
2,6875
< оп → ( −7) = 0
По полученным расчётам составляем таблицу 4.1.
Таблица 4.1 – Расчёты величины кодируемого напряжения X
X, В |
N |
Uэm i |
Uоп i |
Si |
|
|
|
|
|
|
1 |
4 |
4 |
0 |
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
3 |
1 |
3 |
0 |
|
|
|
|
|
2,63 |
4 |
0,5 |
2,5 |
1 |
|
|
|
|
|
|
5 |
0,25 |
2,75 |
0 |
|
|
|
|
|
|
6 |
0,125 |
2,625 |
1 |
|
|
|
|
|
|
7 |
0,0625 |
2,6875 |
0 |
|
|
|
|
|
11
Рисунок 4.1 – Кодовая комбинация величины кодируемого напряжения по расчетам
Из приведённых расчётов получили кодовую комбинацию 0101010 для величины кодируемого напряжения X. Настроили макет установки и получили осциллограмму, представленную на рисунке 4.2.
Рисунок 4.2 – Кодовая комбинация величины кодируемого напряжения= 2,63 В на выходе прямого кода
В данной работе преобразователь взвешивающего типа имеет 7
разрядов, то есть на осциллограмме представлена кодовая комбинация
12
0101010. Следовательно, проведённый расчёт совпадает с экспериментальными данными.
Исследуем линейность преобразователя: снимем характеристику преобразования – зависимость выходного кода от величины входного
напряжения, а полученные данные занесем в таблицу 4.2.
Таблица 4.2 – Характеристика преобразования
Входное |
|
Двоичное число, соответствующее |
|
Выходной код |
двоичной комбинации на выходе |
||
напряжение, В |
|||
|
преобразователя |
||
|
|
||
|
|
|
|
4,3 |
1000100 |
68 |
|
|
|
|
|
4,7 |
1001011 |
75 |
|
|
|
|
|
5,08 |
1010001 |
81 |
|
|
|
|
|
5,28 |
1010100 |
84 |
|
|
|
|
|
5,65 |
1011010 |
90 |
|
|
|
|
|
95 |
|
|
|
|
число |
90 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
десятичное |
85 |
|
|
|
|
80 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выходное |
75 |
|
|
|
|
70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
65 |
|
|
|
|
|
4,3 |
4,7 |
5,08 |
5,28 |
5,65 |
|
|
|
Входное напряжение |
|
|
Рисунок 4.3 – График зависимости выходного кода от величины |
|||||
входного напряжения |
|
|
|
|
|
Проанализировав полученную на рисунке 4.3 зависимость можно говорить о том, что с ростом напряжения растет десятичное число, получаемое из двоичной комбинации на выходе преобразователя.
Оценим характеристики преобразователя:
13
Разрешающая способность:
∆ = |
|
= |
8 |
= 0,0625. |
|
|
|||
2 |
27 |
Быстродействие:
Б = 0,005 мкс.
Среднеквадратическая ошибка квантования равна:
= ∆ = 0,0625 = 0,018. 2√3 2√3
Максимальная ошибка:
∆= 2 = 0,031.
4.2 Преобразователь временного интервала в двоичный код
(кодирующее устройство последовательного счета)
Изучим и проиллюстрируем работу преобразователя последовательного счета. Для этого будем изменять величину временного интервала и пронаблюдаем за изменением количества импульсов (рисунок 4.4 и 4.5).
Рисунок 4.4 – Импульсы на выходе преобразователя
14
Рисунок 4.5 – Импульсы на выходе преобразователя
При наличии импульса в определённом разряде кодовой группы
(состояние «1» на определенном триггере счетчика) на соответствующем выходе схем появляется импульс, а наличие «1» в соответствующем разряде фиксируется индикатором на светодиодах (рисунок 4.6)
Рисунок 4.6 – Состояние индикаторов
Из рисунков 4.4 и 4.5 видно, что при увеличении длительности временного интервала происходит увеличение количества импульсов на выходе преобразователя.
15
Оценим характеристики преобразователя:
Время преобразования:
пр = 0,5 мс.
Быстродействие:
Б = 0,33 мс.
Максимальная ошибка:
= = 3 мс.
Среднеквадратическая ошибка квантования равна:
|
Т |
3 10−3 |
|||||
= |
|
|
= |
|
|
|
= 0,0866 |
|
|
|
|
|
|||
|
2√3 |
2√3 |
|||||
|
|||||||
16
5Выводы
Входе выполнения лабораторной работы были изучены принципы работы преобразователя напряжения в цифровой двоичный код (АЦП)
взвешивающего типа и преобразователя временного интервала в двоичный
код (кодирующее устройство последовательного счета).
Врезультате изучения преобразователя взвешивающего типа после семи тактов преобразования в регистре памяти бал записан семиразрядный двоичный код, соответствующий величине входного напряжения. В нашем случае код 0101010 при величине входного напряжения = 2,63 В.
Врезультате изучения преобразователя временного интервала в код было отмечено, что число импульсов N на выходе схемы оказывается пропорционально длительности кодируемого временного интервала х
(рисунок 4.4 и 4.5).
Следует отметить, что показатель быстродействия (Б = 0,005 мкс) у
преобразователя взвешивающего типа лучше, чем у преобразователя временного интервала (Б = 0,33 мс).
Также стоит отметить, что преобразователи в данной работе имеют разную разрядность: n=7 у преобразователя взвешивающего типа и n=5 у
преобразователя временного интервала. Разрядность влияет на точность,
соответственно можно сказать, что преобразователь временного интервала менее точный, так как содержит всего 32 интервала, тогда как преобразователь взвешивающего типа содержит 128 интервалов.
17