dsd13-gos / dsd-17=dacs and adcs / Лабораторные работы

№ варианта

Наименование

(тип АЦП)

Параметры АЦП

(технические требования)

Параметры АЦП

(результаты расчета)

Примечание

1

(бригада №1)

Быстродействующий АЦП параллельного типа (пример 1).

8 – разрядов,

время преобразования – 10 нс., частота выборок входного сигнала -100 МГц,

частота входного сигнала – 30 МГц

Время преобразования;

DR (Fin=30 МГц, Fclk=100 МГц);

SFDR (Fin=30 МГц, Fclk=100 МГц);

Мощность потребления.

Для расчета SFDR использовать преобразование Фурье выходного сигнала.

2

(бригада №2)

АЦП последовательного приближения, выполненный на основе матрицы переключаемых конденсаторов (пример 2).

8 – разрядов,

время преобразования – 1 мкс., частота выборок входного сигнала -1 МГц,

частота входного сигнала – 300 КГц

Время преобразования;

DR (Fin=0.3 МГц, Fclk=1 МГц);

SFDR (Fin=0.3 МГц, Fclk=1 МГц);

Мощность потребления.

Для расчета SFDR использовать преобразование Фурье выходного сигнала.

3

(бригада №3)

АЦП последовательного приближения, выполненный на основе R-2R матрицы (примеры 2, 3).

8 – разрядов,

время преобразования – 1 мкс., частота выборок входного сигнала -1 МГц,

частота входного сигнала – 300 КГц

Время преобразования;

DR (Fin=0.3 МГц, Fclk=1 МГц);

SFDR (Fin=0.3 МГц, Fclk=1 МГц);

Мощность потребления.

Для расчета SFDR использовать преобразование Фурье выходного сигнала.

4

(бригада №4)

АЦП двойного интегрирования (пример 4).

14 – разрядов,

время преобразования – 1 мс., частота выборок входного сигнала -1 МГц,

частота входного сигнала – 300 Гц

Время преобразования;

DR (Fin=0.3 КГц, Fclk=1 МГц);

SFDR (Fin=0.3 КГц, Fclk=1 МГц);

Мощность потребления.

Для расчета SFDR использовать преобразование Фурье выходного сигнала.

Наименование

Определение и описание

Обозначение

Единица измерения

1

2

3

4

Число разрядов

Разрядность

Number of Bits

Двоичный логарифм максимального числа кодовых комбинаций на выходе

N

B

Бит

Bits

Полоса пропускания входного сигнала

Input Bandwidth

Полоса пропускания входного сигнала обусловленная входными цепями АЦП определяется постоянной времени RC, где C – входная емкость, R – эквивалентное входное сопротивление АЦП. Полоса пропускания определяет ослабление входного сигнала до его поступления на цепи выборки (стробирования)

BW

МГц

MHz

Тактовая частота

Clock Frequency

Частота следования основных тактовых импульсов

F_clk

МГц

MHz

Время преобразования

Conversion Time

Интервал времени от момента изменения сигнала на входе АЦП до появления на выходе соответствующего устойчивого кода. Для АЦП с управляющим сигналом запуска – время, отсчитываемое от сигнала начала преобразования до появления выходного кода, соответствующего входному сигналу

T_c

T_conv

мкс

S

Частота преобразования

Conversion Frequency

Частота, с которой входной сигнал преобразуется в выходной код с заданными характеристиками преобразования. Частота преобразования может быть больше частоты, обусловленной временем преобразования, например, в конвейерном АЦП, в котором выборки входного сигнала подвергаются последовательной обработке, или меньше частоты, обусловленной временем преобразования, например, в случае наличия фазы предустановок

F_c

F_conv

МГц

MHz

MSPS

Частота выборок входного сигнала

Частота дискретизации входного сигнала

Sampling Rate

Частота последовательных выборок входного сигнала

F_s

F_samp

МГц

MHz

Эффективное количество бит

Effective Number of Bits

Число разрядов достигаемое при заданной частоте входного сигнала

ENOB

Бит

Bits

Максимальная частота входного сигнала

Maximum Input Frequency

Максимальная частота входного синусоидального сигнала, при которой преобразование данной синусоиды обеспечивается с заданными характеристиками

F_b

МГц

MHz

Динамический диапазон

Отношение сигнал – шум плюс гармонические искажения

Dynamic Range

Signal–to–Noise and distortion ratio

Отношение эффективного значения максимальной амплитуды входного синусоидального сигнала к эффективному значению шумов и гармонических искажений той же синусоиды на выходе

DR

SNDR

SINAD

дБ

dB

Динамический диапазон по наибольшей гармонике искажений

Spurious–free dynamic range

Отношение эффективного значения максимальной амплитуды входного синусоидального сигнала к эффективному значению наибольшей гармоники искажений той же синусоиды на выходе

SFDR

дБ

dB

Погрешность усиления

Погрешность

полной шкалы

Full Scale Error

Gain Error

Отклонение в точке полной шкалы между идеальной и реальной характеристиками преобразования после исключения погрешности смещения нуля

GE

мВ

МЗР

%ПШ

mV

LSB

%FSR

Погрешность смещения нуля

Offset Error

Отклонение от идеального значения напряжения входного сигнала при переходе выходного кода 0…00 в код 0…01

U_см

OE

мВ

МЗР

%ПШ

mV

LSB

%FSR

Интегральная нелинейность

Integral

Nonlinearity Error

Отклонение реальной характеристики преобразования от идеальной линии после исключения погрешностей смещения нуля и усиления

INL

мВ

МЗР

%ПШ

mV

LSB

%FSR

Дифференциальная нелинейность

Differencial Nonlinearity Error

Разность между значением шага квантования и шириной ступеньки реального АЦП в данной точке характеристики преобразования

DNL

мВ

МЗР

%ПШ

mV

LSB

%FSR