МИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ СВЯЗИ И МАССОВЫХ
КОММУНИКАЦИЙ
Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«МОСКОВСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ СВЯЗИ И ИНФОРМАТИКИ»
ФАКУЛЬТЕТ
«РАДИО И ТЕЛЕВИДЕНИЕ»
КАФЕДРА
«РАДИООБОРУДОВАНИЕ И СХЕМОТЕХНИКА (РОС)»
ОТЧЁТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №4 по дисциплине «Цифровая схемотехника»
на тему: «Исследование свойств АЦП и ЦАП»
Выполнил |
|
|
Студент группы БРВ2201 |
_______________________ |
|
Проверил |
|
|
Ассистент кафедры РОС |
_______________________ |
Прокурат Г.А. |
Москва 2024
1 ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Целью лабораторной работы является: исследование свойств цифро-
аналоговых преобразователей (ЦАП) и аналого-цифровых преобразователей
(АЦП) сигнала с применением математических моделей узлов в системе схемотехнического моделирования Microcap 12.
2ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1ВЛИЯНИЕ ЧАСТОТЫ ДИСКРЕТИЗАЦИИ НА
СВОЙСТВА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
Необходимо исследовать 16-разрядные АЦП/ЦАП при задании разных частот дискретизации: 44.1 кГц, 96 кГц, 192 кГц.
Сначала исследуется 16-ти разрядные АЦП/ЦАП при разных частотах дискретизации. Исследуемая схема представлена ниже, на рисунке 2.1.1.
Рисунок 2.1.1 – Исследуемая схема с 16-ти разрядными АЦП/ЦАП
1
Графики временного анализа представлены ниже, на рисунках 2.1.2, 2.1.3 и 2.1.4 соответственно. На графиках отмечены значения максимальной разницы аналогового и восстановленного сигнала.
Рисунок 2.1.2 – Временной анализ схемы при частоте дискретизации 44.1 кГц
2
Рисунок 2.1.3 – Временной анализ схемы при частоте дискретизации 96 кГц
Рисунок 2.1.4 – Временной анализ схемы при частоте дискретизации 192 кГц
3
Из графиков выше видно, что разницы между сигналами следующие:
7.717 В (44.1 кГц), 5.453 В (96 кГц), 2.844 В (192 кГц).
Так же необходимо получить спектрограммы выходного сигнала при разных частотах дискретизации. Спектрограммы представлены ниже, на рисунках 2.1.5, 2.1.6 и 2.1.7 соответственно.
Рисунок 2.1.5 – Спектрограмма при частоте дискретизации 44.1 кГц
4
Рисунок 2.1.6 – Спектрограмма при частоте дискретизации 96 кГц
Рисунок 2.1.7 – Спектрограмма при частоте дискретизации 192 кГц
5
2.2 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РАЗРЯДНОСТИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ НА ОШИИБКУ
ВОССТАНОВЛЕНИЯ
Необходимо провести исследования 12-ти и 8-ми разрядные АЦП/ЦАП,
аналогичное исследованию 16-ти разрядных АЦП/ЦАП из предыдущего пункта. Исследуемая схема 12-ти разрядных АЦП/ЦАП представлена ниже, на рисунке 2.2.1.
Рисунок 2.2.1 – Исследуемая схема с 12-ти разрядными АЦП/ЦАП Временные диаграммы анализа схемы также представлены ниже на рисунках
2.2.2, 2.2.3 и 2.3.4 соответственно. Из них видно, что разницы между сигналами следующие: 7.724 В (44.1 кГц), 5.451 В (96 кГц), 2.843 В (192 кГц).
6
Рисунок 2.2.2 – Временной анализ схемы при частоте дискретизации 44.1 кГц
Рисунок 2.2.3 – Временной анализ схемы с частотой дискретизации 96 кГц
7
Рисунок 2.2.4 – Временной анализ схемы с частотой дискретизации 192 кГц Исследуемая схема 8-ми разрядных АЦП/ЦАП представлена ниже, на
рисунке 2.2.5.
Рисунок 2.2.5 – Исследуемая схема с 8-ми разрядными АЦП/ЦАП
8
Временные диаграммы анализа схемы также представлены ниже на рисунках
2.2.6, 2.2.7 и 2.3.8 соответственно. Из них видно, что разницы между сигналами следующие: 7.736 В (44.1 кГц), 5.482 В (96 кГц), 2.820 В (192 кГц).
Рисунок 2.2.6 – Временной анализ схемы с частотой дискретизации 44.1 кГц
9