Рисунок 2.2.7 – Временной анализ схемы с частотой дискретизации 96 кГц
Рисунок 2.2.8 – Временной анализ схемы с частотой дискретизации 192 кГц
10
2.3 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ШИРИНЫ ИМПУЛЬСА ДИСКРЕТИЗАЦИИ
Необходимо провести исследование 8-ми, 12-ти и 16-ти разрядных АЦП/ЦАП при импульсах малой длительности вместо меандра. Исследование произвести аналогично предыдущим пунктам.
Исследуемая схема 8-ми разрядных АЦП/ЦАП представлена ниже, на рисунке 2.3.1. При исследовании использовались импульсы длинной 255 нс, 521 нс и 1133 нс (импульсы этих же длин использовались при анализе схем с АЦП/ЦАП иных разрядностей).
Рисунок 2.3.1 – Исследуемая схема с 8-ми разрядными АЦП/ЦАП Графики временного анализа схемы представлены ниже, на рисунках 2.3.2, 2.3.3 и 2.3.4 соответственно. Из них видно, что разницы между сигналами следующие: 5.869 (1133 нс), 5.493 (521 нс), 5.272 (255 нс).
11
Рисунок 2.3.2 – Временной анализ схемы при длине импульса 1133 нс
Рисунок 2.3.3 – Временной анализ схемы при длине импульса 521 нс
12
Рисунок 2.3.4 – Временной анализ схемы при длине импульса 255 нс Исследуемая схема 12-ти разрядных АЦП/ЦАП представлена ниже, на
рисунке 2.3.5. Графики временного анализа схемы также представлены ниже,
на рисунках 2.3.6, 2.3.7 и 2.3.8 соответственно. Из них видно, что разницы между сигналами следующие: 5.845 (1133 нс), 5.461 (521 нс), 5.279 (255 нс).
13
Рисунок 2.3.5 – Исследуемая схема с 12-ти разрядными АЦП/ЦАП
Рисунок 2.3.6 – Временной анализ схемы с длиной импульса 1133 нс
14
Рисунок 2.3.7 – Временной анализ схемы с длиной импульса 521 нс
Рисунок 2.3.8 – Временной анализ схемы с длиной импульса 255 нс
15
Исследуемая схема 16-ти разрядных АЦП/ЦАП представлена ниже, на рисунке 2.3.9. Графики временного анализа схемы также представлены ниже,
на рисунках 2.3.10, 2.3.11 и 2.3.12 соответственно. Из них видно, что разницы между сигналами следующие: 5.845 (1133 нс), 5.463 (521 нс), 5.261 (255 нс).
Рисунок 2.3.9 – Исследуемая схема с 16-ти разрядными АЦП/ЦАП
16
Рисунок 2.3.10 – Временной анализ схемы с длиной импульса 1133 нс
Рисунок 2.3.11 – Временной анализ схемы с длиной импульса 521 нс
17
Рисунок 2.3.12 – Временной анализ схемы с длиной импульса 255 нс
2.4 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Ниже, в таблицах 2.4.1 и 2.4.2, представлены все полученные данные исследований АЦП/ЦАП различных разрядностей при различных частотах дискретизации и различных видах импульсов. В ячейках таблицы указаны максимальные разности между сигналами.
Таблица 2.4.1 – Разницы сигналов при меандре
Разрядность АЦП/ЦАП |
44.1 кГц |
96 кГц |
192 кГц |
|
|
|
|
8 |
7.736 В |
5.482 В |
2.820 В |
|
|
|
|
12 |
7.724 В |
5.451 В |
2.843 В |
|
|
|
|
16 |
7.717 В |
5.453 В |
2.844 В |
|
|
|
|
|
|
|
18 |
Таблица 2.4.2 – Разницы сигналов при коротких импульсах
Разрядность АЦП/ЦАП |
1133 нс |
521 нс |
255 нс |
|
|
|
|
8 |
5.869 В |
5.493 В |
5.272 В |
|
|
|
|
12 |
5.845 В |
5.461 В |
5.279 В |
|
|
|
|
16 |
5.845 В |
5.463 В |
5.261 В |
|
|
|
|
3 РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ
Необходимо рассчитать среднеквадратичную ошибку квантования
(СКОК), мощность сигнала и отношение сигнал/шум для АЦП/ЦАП различных разрядностей.
3.1 РАСЧЁТ СКОК
Сначала необходимо рассчитать количество уровней квантования N
преобразователей:
= 2 , |
(1) |
где n – разрядность преобразователя.
Тогда, для 8-ми, 12-ти и 16-ти разрядных преобразователей получаются следующие значения числа уровней квантования:
|
|
|
= 28 |
= 256, |
(2) |
||
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 212 |
= 4096, |
(3) |
||
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
= 216 |
= 65536. |
(4) |
|||
|
16 |
|
|
|
|
|
|
Далее рассчитывается шаг квантования |
: |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
= |
|
|
, |
(5) |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
где |
– это диапазон входного напряжения преобразователей (равен 10 В, |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
в рамках лабораторной работы).
19