Интегральные микросхемы ацп.

В последнее время многие фирмы организовали производство серийных интегральных микросхем АЦП, основанных на различных принципах и предназначенных для работы в устройствах сопряжения датчиков аналоговых сигналов с ЭВМ и микропроцессорами, в различных измерительных устройствах, мультиметрах, в медицинской аппаратуре, цифровых термометрах и др. Наиболее крупными производителями АЦП в России являются заводы "Микрон" и "Сапфир", а за рубежом - компании Analog Devices (США), Micro power (США), Philips, Maxim, Sony и др.

Перечисленными фирмами и многими другими выпускается так много различных микросхем АЦП, что трудно даже произвести их сравнение, тем более что многие фирмы используют собственную классификацию и приводят ряд нестандартных характеристик. Тем не менее некоторые выводы из рассмотрения выпускаемых АЦП можно сделать.

Прежде всего можно отметить, что резко увеличилась разрешающая способность АЦП. Ряд фирм выпускает АЦП с разрешением до 24 двоичных разрядов (т. е. 1/16777216). Однако наиболее распространенными являются АЦП с разрядностью 8, 10, 12 и 16 разрядов.

Повысилось быстродействие серийных микросхем АЦП. Налажено производство АЦП с максимальной частотой преобразования 20...50МГц. Такие АЦП используются при преобразовании видеосигналов в цифровую форму в цифровых телевизорах, видеомагнитофонах, видеомониторах и других устройствах. Одновременно велось снижение потребляемой мощности. Так, например, 10-разрядный АЦП AD876 фирмы Analog Devices при максимальной частоте преобразования 20 МГц имеет потребляемую мощность всего 160 мВт и стоит около 10 долларов. Такой же по быстродействию параллельный АЦП К1107ПВ2 при 8-ми разрядах потребляет около 3Вт.

3. Объекты исследования, оборудование, инструмент.

Программное обеспечение: Electronics Workbench V5.12.

4. Подготовка к работе.

4.1. Изучить теоретические сведения (п. 2).

4.2. Включить ПК, открыть Electronics Workbench V5.12.

5. Программа работы.

В окне Electronics Workbench V5.12 собрать и исследовать схемы:

	ЦАП с весовыми резисторами 1.Определить коэффициент усиления ОУ при замкнутых ключах: 1) А, 2)В и А 2. Сделать соответствие между набранным ключами D,C,B,A двоичным числом и напряжением на выходе ЦАП и заполнить таблицу: DCBA U0; Вольт 0 0 0 1 . . . 1 1 1 1 3. Определить шаг дискретизации ЦАП.
	ЦАП лестничного типа (R-2R) 1. Сделать соответствие между набранным ключами D,C,B,A двоичным числом и напряжением на выходе ЦАП и заполнить таблицу: DCBA U0; Вольт 0 0 0 1 . . . 1 1 1 1 2. Определить шаг дискретизации ЦАП.
	Вариант ЦАП с использованием в качестве коммутирующего устройства двоично-десятичного счетчика 74160 (К155ИЕ9). 1. Установить на выходе генератора прямоугольную форму импульсов с амплитудой напряжения 3 вольта. Определить по осциллограмме шаг дискретизации ЦАП.
	АЦП прямого преобразования 1. Определить частоту импульсов на выходе АЦП при Ui = 20 мВ, Ui = 10 В 2. Оцените линейность преобразования частоты в диапазоне Ui = 4 … 40 вольт. 2. Подключить к исследуемой цепи вместо Ui генератор с синусоидальным выходным сигналом амплитудой 10 вольт и частотой, удобной для наблюдения осциллограммы импульсного сигнала на выходе АЦП. Исследовать осциллограмму импульсного сигнала.
	Преобразователь на интегральном таймере 1. Оцените линейность преобразования схемы в диапазоне Ui = 4 … 40 вольт, построив график зависимости частоты импульсов на выходе преобразователя от Ui. 2. Подключить к исследуемой цепи вместо Ui генератор с синусоидальным выходным сигналом амплитудой 10 вольт и частотой, удобной для наблюдения осциллограммы импульсного сигнала на выходе схемы. Исследовать осциллограмму импульсного сигнала и сделать выводы.