Генератор прямоугольных импульсов
10 out&h378,0 минимальный ток ЦАП
20 sleep 1 задержка 1 сек.
30 out &h 378 255 максимальный ток ЦАП
40 sleep 1 задержка 1 сек.
50 next a
60 goto 10
Рис.11
Для изменения амплитуды импульса необходимо в строке 30 указать число меньшее чем 255, (например, 128). Задержки в программе необходимы для задания длительности импульса и паузы.
Генератор синусоидальных колебаний
При программировании сигналов имеющих отрицательные значения необходимо добавить константу, которая обеспечит цифровые коды чисел от 0 до 255 (Рис. 12)
Рис.12
Программа
10 cls
20 for a=0 to 255
30 b=127+127 *sin (6.28/255*a)
40 out&h378, b
50 next a
60 goto 20
Если в строке 30 поставить число кратное 6.28, то частота синусоиды кратно увеличится. Уменьшая число 127 в строке 30, можно изменить амплитуду синусоиды.
Резисторная матрица R-2R-4R-8R и так далее имеет плохую точность в старших разрядах и имеют ограниченное применение. Для улучшения формы сигнала на выходе ЦАП используют резисторную матрицу, которая состоит из сопротивлений R и 2R и дает повышенную точность (Рис.13).
Рис.13
Аналого-цифровой преобразователь
Аналого–цифровой преобразователь производит преобразование непрерывно изменяющегося напряжения в цифровой код. АЦП с использованием дискретных элементов показан на Рис.11.
Рис.11
Входное напряжение, которое необходимо оцифровать подается на компаратор К. На инверсный вход компаратора подается напряжение сравнения (Uос.). Если Uвх>Uос, напряжение компаратора Uвых=1 подается на логический элемент «И» и импульсы с генератора проходят на цифровой счетчик К155ИЕ5. Нарастающий цифровой код с выхода микросхемы подается на резисторную матрицу ЦАП, что приводит к росту Uос. Если Uос=Uвх, компаратор меняет напряжение на Uвых=0 и элемент «И» перестает передавать сигнал генератора на вход счетчика. На выходе цифрового кода устанавливается значение, соответствующее аналоговому сигналу на входе компаратора. Максимальное время преобразования АЦП
t =2n tген,
где n –число разрядов выходного цифрового кода, tген–период колебания генератора. Чем больше частота генератора, тем меньше время оцифровки входного сигнала.
Ацп с использованием эвм
Достаточно просто реализуется АЦП с использованием портов компьютера (Рис. 17) с программным обеспечением для его работы. На вход компаратора подается напряжение Uвх, которое необходимо преобразовать в цифровой код. Программно с выходного порта 378h через ЦАП на инверсный вход компаратора подается напряжение обратной связи Uос. Если Uвх=Uос, напряжение на выходе компаратора Uвых=0, бит D3 входного порта 379h изменит значение с 127 на 119, что будет окончанием преобразования. Схема компаратора может быть реализована как на транзисторах так и на основе микросхемы.
Рис.17
Ацп с использованием компаратора
На Рис.18 показана схема АЦП на основе микросхемы к561лн2 и LPT порта компьютера.
Рис.18
П рограмма:
10 cls
20 for a=0 to 255 начало цикла вывода цифрового кода на цап
30 out &h378,a выход цифрового кода в порт 378h
40 b=inp(&h 379) опрос входного порта 379h, сигнал с компаратора
50 if b=119 than goto 70 если напряжение компаратора uвых=0 (d3=0 код 119)
60. next a окончание цикла вывода цифрового кода на цап
70. print a печатать цифрового кода преобразования ацп
80. goto 20