Эталонный ответ контрольного задания № 25
25.1. Таким типовым универсальным узлом является операционный усилитель (ОУ).
25.2. Коэффициент усиления усилителя определяется для ОУ отношением сопротивлений цепи отрицательной обратной связи и входного резистора.
Для инвертирующего включения: такая-то. Для неинвертирующего включения:
25.3. При инвертирующем включении ОУ работает с близкими к нулю синфазными сигналами, т.к. неинвертирующий вход ОУ подключен к земляной шине, а на инвертирующем входе за счет влияния отрицательной обратной связи присутствует близкий к нулю потенциал ("виртуальная земля"). Соответственно, меньше значение токов смещения, выше температурная стабильность ОУ, меньше шумы усилителя.
При неинвертирующем включении ОУ имеет на входах значительные (до единиц вольт) уровни входных синфазных напряжений.
Поэтому инвертирующая схема включения ОУ стабильнее и точнее, а поэтому предпочтительнее.
25.4. Значение коэффициента усиления определяет точность резисторов, определяющих значение коэффициента передачи ОУ.
25.5.
Резисторы R1, R2 и R3 имеют допуск не хуже 0,05% КU = - 2,06.
Резисторы R1, R2 и R3 имеют допуск не хуже 0,05% КU = - 2.
25.6. Таким узлом является преобразователь частота - напряжение 1108ПП1.
25.7. Типовая схема включения 1108ПП1 в режиме преобразования частота - напряжение имеет вид:
25.8. Такая схема имеет вид:
25.10. Таким операционным усилителем является ОУ 140УД17, обеспечивающий при большом КU в разомкнутом состоянии ( 200000) одновременно малый температурный дрейф напряжения смещения ( 1,3 мкВ/ С) или 140УД26 с еще более лучшими характеристиками (КV 106), UСМ 0,3 мкВ/° С).
25.11. Все резисторы - С2-29 В с допуском 0,05%; потенциометры 10к, 20к - СП5 - 16ВА 10%; конденсаторы - прецизионные (К73П - 6, К71 - 7 и т.д.); диоды КД521.
Примечание: Допускается замена в ответах на вопросы ОУ 140УД17 на 140УД26 при условии его правильного включения.
Контрольное задание № 26
Разработать устройство для умножения двух положительных десятиразрядных цифровых слов с представлением результата в аналоговой форме. Коэффициент умножения равен 1. Значение выходного аналогового сигнала не превышает 1,0 В. Погрешность преобразования не должна превышать 0,1%. Частота смены цифровых слов до 60 кГц. Устройство должно быть реализовано с минимальными аппаратными затратами на современной элементной базе микроэлектроники.
Выполните следующие задания и ответьте на следующие вопросы, связанные с решением контрольного задания:
26.1. Какие функциональные микроэлементные узлы могут быть использованы для построения множительных устройств и какую погрешность преобразования они могут обеспечить на частоте 60 кГц?
26.2. Какой цифро-аналоговый преобразователь называется множи- тельным?
26.3. Поясните, каким образом производится умножение сигналов множительным ЦАП?
26.4. Какой параметр ЦАП характеризует погрешность умножения опорного напряжения и входного цифрового слова?
26.5. Может ли разрядность ЦАП характеризовать погрешность умножения? Ответ поясните.
26.6. Как изменится характеристика преобразования ЦАП, если в многоразрядном ЦАП не используется два младших разряда (замкнуты на земляную шину)?
26.7. Как изменится характеристика преобразования многоразрядного ЦАП, если в нем не используются два старших разряда (замкнуты на земляную шину)?
26.8. Какой из отечественных интегральных множительных ЦАП может быть использован для построения множительного устройства с погрешностью, не превышающей 0,1%? Ответ поясните.
26.9. Предложите структурную схему множительного устройства, обеспечивающего требуемые параметры. Схему поясните.
26.10. Какой операционный усилитель целесообразно использовать в предложенной структуре множительного устройства на основе ЦАП? Ответ поясните.
26.11. Как определяется суммарная погрешность преобразования такого множительного устройства, если принять, что погрешность, вносимая каждым из операционных усилителей и источником опорного напряжения, равна нулю? Ответ поясните.
26.12. Что ограничивает в принципе скорость изменения входных цифровых слов в множительном устройстве на основе ЦАП?
1. Федорков Б.Г., Телец В.А. Микросхемы ЦАП и АЦП: функционирование, параметры, приложение. - М.: Энергоатомиздат, 1990.
2. Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных устройствах. - 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Энергоатомиздат, 1988.
3. Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника. - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Высш. школа, 1991.