жения выходные осциллограммы зарисовать при дополнительных но- миналах конденсаторов: 0,1 мкФ, 0,001 мкФ – для интегратора и 0,1 мкФ, 0,01 мкФ – для дифференциатора. Снять амплитудно-частотную характеристику усилителя UВЫХ=F(fВХ), при UВХ=1В. Результаты занести в таблицу.

fВХ 10 Гц 100 Гц 1 кГц 10 кГц 100 кГц 1 МГц 10 МГц 100 МГц

UВЫХ

Содержание отчета

1.Название работы.

2.Цель работы.

3.Принципиальные схемы исследуемых устройств, результаты испы- тания с таблицами и графиками.

4.Выводы.

Контрольные вопросы

1.Вывести теоретические формулы расчёта коэффициентов усиления инвертирующего и неинвертирующего усилителя на ОУ.

2.Перечислить основные параметры ОУ.

3.Почему для питания ОУ используется двухполярное напряжение?

4.Объяснить смысл названия «Операционный усилитель».

5.Где используются ОУ?

6.Как изменить скважность импульсов в автоколебательном мульти- вибраторе?

4.ИССЛЕДОВАНИЕ АНАЛОГО-ЦИФРОВЫХ И ЦИФРОАНАЛОГОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Цель работы: Изучение АЦП и ЦАП, экспериментальное определе- ние их характеристик и параметров.

Домашнее задание

Изучить по литературе [9,10] виды и принципы работы АЦП и ЦАП, их параметры.

4.1 Краткие сведения из теории

Цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП) используются для преоб-

16

разования цифрового кода в аналоговый сигнал, например в видеокарте или звуковой карте компьютера.

4.1.1 ЦАП с весовыми резисторами

Принципиальная схема ЦАП с весовыми резисторами представлена на рис. 4.1.

Рис. 4.1 ЦАП с весовыми резисторами

Рассматриваемый ЦАП состоит из двух блоков. Резистивная матрица выполнена на резисторах R1…R4. Суммирующий усилитель включает в себя ОУ DA1 и резистор обратной связи R5. Опорное напряжение UОП (3В) подключается к резисторам матрицы переключателями A, B, C, D, управ- ляемыми одноимёнными клавишами клавиатуры и имитирующими преоб- разуемый код. Выходное напряжение (UВЫХ) измеряется мультиметром.

Если все переключатели замкнуты на землю, как показано на рис. 4.1., то напряжение на выходе ОУ равно нулю. Если переключатель А устано- вить в левое положение, соответствующее логической единице, то на вход ОУ через резистор R1 подается напряжение 3 В. Коэффициент усиления ОУ в этом случае: КУ=-R5/R1=-0,066. Откуда получаем, что выходное на- пряжение UВЫХ=-0,066*3=-0,2 В, соответствует двоичной комбинации 0001 на входе ЦАП.

При переходе к очередному двоичному числу, имитируемому ключа- ми, выходное напряжение ЦАП увеличивается по абсолютному значению на 0,2 В. Это обеспечивается за счёт увеличения коэффициента усиления напряжения ОУ при подключении различных номиналов резисторов.

Данная схема обладает недостаточной точностью преобразования за счёт большого разброса сопротивлений резисторов, влияния сопротивле- ния реальных ключей и погрешности установки нуля на выходе ОУ.

17

4.1.2 ЦАП лестничного типа

Принципиальная схема ЦАП лестничного типа представлена на рис.

4.2.

Рис. 4.2. ЦАП лестничного типа

Рассматриваемый ЦАП состоит из резистивной матрицы R-2R и сум- мирующего усилителя. Переход к каждой последующей кодовой комбина-

ции приводит к увеличению абсолютного значения аналогового выходного сигнала на 0,19 В. В общем случае, выходное напряжение такого ЦАП оп-

ределяется выражением: UВЫХ=-UОПR5(8Z3+4Z2+2Z1+1Z0)/16R, где Z –

принимает значения либо 0, либо 1, в зависимости от положения соответ- ствующего ключа, R=10 кОм.

4.1.3 АЦП прямого преобразования

Принципиальная схема АЦП прямого преобразования пастоянного по- ложительного напряжения в частоту представлена на рис. 4.3.

Рис. 4.3 АЦП прямого преобразования

АЦП выполнен на двух операционных усилителях, DA1 включён по

18