Контрольные вопросы

1. Каково назначение ЦАП?

2. Сколько значений имеет аналоговая переменная?

3. Сколько значений имеет код двоичного числа?

4. Каковы особенности резистивной матрицы R-2R?

5. Чем определяется погрешность ЦАП?

Лабораторная работа №12 исследование ацп

Цель лабораторной работы: исследовать основные способы построения и работу аналого-цифровых преобразователей.

Необходимое оборудование: персональная ЭВМ с установленным программным пакетом EWB.

Задание: снять временные диаграммы, определить особенности работы аналого-цифровых преобразователей.

Порядок выполнения: включить персональную ЭВМ, запустить на выполнение программный пакет EWB и далее следовать порядку работы в пакете.

Оформление отчета. По каждой лабораторной работе каждым студентом должен быть представлен отчет в виде печатного или рукописного документа. В отчете приводится наименование и номер лабораторной работы, цель работы, программа работы с указанием всех необходимых экспериментов, полученных результатов и выводы.

Программа работы.

1. На рабочем столе собрать логическую схему исследуемого устройства.

2. Выполнить настройку измерительной аппаратуры.

3. Провести эксперименты и описать их.

4. Используя возможности пакета получить твердые копии графиков экспериментов, сделать выводы.

5. Оформить отчет.

Пояснения к работе

Для выполнения работы необходимо собрать схему эксперимента, показанную на рис. 12.1.

Рис. 12.1. Схема параллельного АЦП на восемь уровней (3 разряда выходного кода)

В процессе выполнения работы необходимо получить график входного напряжения, а так же графики изменения состояния компараторов и выходов приоритетного шифратора. При анализе полученных результатов необходимо определить, какому уровню напряжения соответствует полученный код числа (для всех кодов). Это можно сделать с помощью программы Paint, если все графики представить в одном масштабе времени.

Ещё провести исследование ЦАП последовательного действия, схема которого показана на рис. 12.2.

Теоретические сведения

А налого-цифровой преобразователь ─ электронное устройство, предназначенное для выработки двоичного кода, соответствующего входному аналоговому напряжению. В общем случае количество значений аналоговой переменной бесконечно, но количество значений двоичного числа ограничено и определяется разрядностью этого числа. Диапазон изменения входной аналоговой переменной, деленный на количество значений выходного кода называют квантом по уровню. Только в точках деления будет точное соответствие входного напряжения и получаемого выходного кода. При всех остальных значениях входного напряжениях будет несоответствие (ошибка), которое называют ─ шум квантования. Для уменьшения шума квантования нужно использовать большее количество разрядов в выходном коде. Для рассматриваемой схемы это сделать сложно.

Схема состоит из: резистивного делителя напряжения (R1 – R9), набора компараторов (VR1 – VR8), набора динамических D триггеров (U5 – U8, U12 – U15), приоритетного шифратора U10 – микросхема 74148.

Резистивный делитель предназначен для задания уровней квантования. Компараторы предназначены для выработки линейного кода входного напряжения. Динамические триггеры предназначены для определения момента времени изменения состояния компараторов.

П

Рис. 12.2. АЦП последовательного приближения.

риоритетный шифратор преобразует линейный код в обычный двоичный код 1248.

Для сравнения необходимо еще провести исследование АЦП последовательного приближения. Задавая входное напряжение в диапазоне 0,5 ─ 2,5В, нужно определить величину кванта преобразования по напряжению и соответствие значений входного напряжения вырабатываемому коду.