МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТ СЕРТИФ / Новый стенд по метрологии / Лаб 6 Изучение погрешностей АЦП
.docМетодические указания по выполнению лабораторной работы №6
Изучение погрешностей аналого-цифрового преобразования и цифро-аналогового преобразования
Назначение установки
Данная лабораторная установка предназначена для изучения отдельных узлов измерительных приборов и получение навыков работы с измерительными приборами промышленного изготовления.
Цель лабораторной работы
-
Изучение методов аналого-цифрового преобразования и цифро-аналогового преобразования.
-
Получение практических навыков использования измерительных приборов.
Для проведения измерений используются:
- лабораторная установка "Электрические измерения";
- комбинированный прибор (тестер);
- двухканальный осциллограф.
Лицевая панель макета разделена на несколько функциональных полей, на которых сосредоточены необходимые для проведения работ объекты.
В качестве вспомогательных устройств имеются: генератор сигналов различной формы (функциональный генератор) с кнопочным выбором требуемого выходного сигнала, регулировкой уровня и частоты; регулируемый источник напряжения с защитой от перегрузок; блок АЦП и ЦАП.
В поле АЦП, ЦАП изучаются принципы работы параллельного АЦП и цифро-аналогового преобразователя с матрицей R-2R.
Собирать схемы при выключенной установке!
Порядок выполнения работы
1. Снятие характеристики аналого-цифрового преобразования.
-
Тумблер на блоке «Параллельный АЦП» - в положении «вкл.»
-
Установить значение опорного напряжения по заданию преподавателя (2-3 значения) с помощью ручки «Регулировка » на блоке «Параллельный АЦП» и тестера. Разъемы «» используются только для контроля опорного напряжения.
-
Подключить к источнику питания тестер.
-
На вход схемы подать напряжение (соединить разъемы источника питания и «»).
-
При помощи ручек «грубо», «точно» плавно увеличивать значение входного напряжения до момента срабатывания первого компаратора. Зафиксировать значение напряжения в этой точке.
-
Увеличивать входное напряжение до момента срабатывания второго компаратора и т.д. Фиксировать значение напряжения в момент срабатывания компаратора.
-
Изменить .
-
Повторить пункты 1.5, 1.6 для нового значения опорного напряжения.
-
Построить характеристики преобразования при заданных значениях .
-
Определить погрешность квантования при различных значениях .
2. Снятие зависимости срабатывания компаратора К1 от значения опорного напряжения.
-
Подключить первый канал осциллографа к функциональному генератору. Выбрать прямоугольный тип сигнала. Вход АЦП «» подключить к функциональному генератору.
-
Второй канал осциллографа подключить к выходу компаратора К1.
-
Подключить к разъемам «» для контроля опорного напряжения тестер.
-
Установить значение опорного напряжения =4 В.
-
При помощи ручки «Амплитуда» на функциональном генераторе регулировать момент срабатывания компараторе (на осциллограмме обоих каналов должны быть прямоугольные сигналы).
-
По осциллограмме определить значение напряжения срабатывания компаратора.
-
При помощи ручки «Регулировка » изменять значение опорного напряжения , фиксируя напряжение срабатывания компаратора.
3. Снятие характеристики цифро-аналогового преобразования.
-
Установить значение по заданию преподавателя (2-3 значения) при помощи тестера и контролировать при помощи АЦП на блоке «Средства измерения напряжения и тока».
-
Подключить тестер к выходу ЦАП ( разъемы «»).
-
Установить перемычки в гнезда Х0, Х1, Х2, Х3 и на «землю». Установленные все четыре перемычки соответствуют состоянию 0000; выдернутые – состоянию 1111.
-
Заполнить таблицу 1.
Таблица 1 Данные для построения характеристики
ЦАП при различных значениях
Комбинация |
= |
= |
= |
0000 |
|
|
|
0001 |
|
|
|
0010 |
|
|
|
0011 |
|
|
|
0100 |
|
|
|
0101 |
|
|
|
0110 |
|
|
|
0111 |
|
|
|
1000 |
|
|
|
1001 |
|
|
|
1010 |
|
|
|
1011 |
|
|
|
1100 |
|
|
|
1101 |
|
|
|
1110 |
|
|
|
1111 |
|
|
|
Контрольные вопросы
1. Чему должно быть равно значение , чтобы шаг квантования при аналого – цифровом преобразовании был равен 1 В?
2. Как при =8 В добиться точности цифро – аналогового преобразования равной 0,25 В?