Тема: Исследование работы ацп

Цель работы: исследовать работу АЦП на базе программы Electronics Workbench

Ход работы:

1 Собрать схему (рисунок 1)

Рисунок 1

2 Манипулируя величиной напряжения U_вх,снять зависимость кода h (двоичный эквивалент) от U_вх.

Для этого установить величину U_вх, чтобы в младшем цифровом индикаторе высветилась цифра «0» (значение индикатора старшей цифры — произвольно). Затем заполнить таблицу.

Код (h)	0	1	2	3	4	5	6	7
Uвх

Построить зависимость h = f(U_вх),рассчитать теоретическую и экспериментальную разрешающие способности. Сделать вывод.

 

3. Изменять величину |+U_оп| + |-U_оп| за счет вариации величины |+U_оп| или |-U_оп|. Снять повторно зависимость h = f(U_вх), рассчитать экспериментальную и теоретическую разрешающую способности. Сделать вывод.

 

4. УстановитьU_вх= 0,8(+U_оп). Изменяя величину U_вхв сторону увеличения, пока она не достигнет значения U_оп, зафиксировать реакцию выходного кода АЦП. Сделать вывод.

 

5. Собрать схему исследования сопряжения АЦП и ЦАП (рисунок 2) (исследование точности двойного преобразования аналогового сигнала).

Рисунок 2

Произвольно установить 3 значения U_вх. U_вх<+U_оп. Зафиксировать выходные коды, соответствующие напряжению ЦАП, сравнить результаты двойного преобразования аналогового сигнала (U_вх и U_выхЦАП)

Рисунок 3 - Схема двоичного преобразования входного сигнала с униполярным ЦАП

Наблюдать ошибку преобразования. Зарисовать осциллограммы U_вхи U_выхЦАП

6 Собрать схему двойного преобразования входного гармонического сигнала с использованием ЦАП с биполярным выходом, (рисунок 4)

 

Рисунок4 – Схема двоичного преобразования входного сигнала с использованием биполярного ЦАП

Согласовать разрешающие способности АЦП и ЦАП. Для минимизации ошибки в двойном преобразовании исходного сигнала (АЦП, ЦАП) необходимо:

 

1. Согласовать разрядность АЦП и ЦАП.

2. Подать на вход АЦП сигнал U₀=0 (“землю”) и подбором величины напряжения смещения (это проще в опытах, чем манипулировать с делителем) получить U_вых ЦАП =0.

3. Согласовать разрешающие способности АЦП и ЦАП.

Разрешающая способность АЦП

00000001₂=U_x(+U_оп+|-U_оп|)/256

Разрешающая способность ЦАП

U_x=[00000001₂]=(+U_оп+|-U_оп|)/256

Отсюда следует, что разрешающая способность будет приблизительно равна при равенстве суммарного опорного напряжения (U_оп+|-U_оп|). В АЦП и ЦАП.

Все перечисленные пункты согласования уже реализованы в схемах рисунков 21,22.

Зафиксировать осциллограммы аналоговых сигналов (U_вхи U_вых ЦАП). Сделать выводы.

 

2.7. Изменить разрешающую способность АЦП в сторону увеличения и уменьшения. Зарисовать осциллограммы, полученные в этих опытах. Сделать выводы.

Содержание отчета

Формулировка цели работы.

Схемы, таблицы с результатами измерений.

Графики зависимостей исследуемых цепей.

Анализ полученных результатов, необходимые расчёты, ответы на вопросы и выводы по работе.

 Контрольные вопросы

1. В каком частотном диапазоне лежат звуковые сигналы?

2. Методы и типы АЦП.

3. Статические параметры АЦП.

4. Понятие дискретности, квантование, разрешающая способность.

5. Характеристика преобразования, дифференциальная нелинейность АЦП, отклонение коэффициента преобразования.

6. Напряжение смещения нуля.

7. Динамические параметры АЦП.

8. Время преобразования, время задержки запуска, время цикла преобразования, максимальная частота преобразования.

9. Факторы, влияющие на погрешность АЦП.

10. Аппаратные реализации АЦП.

11. Примеры практического применения АЦП.

12. Построение схем АЦП с помощью микросхем ЦАП.

 

Критерии оценивания выполнения лабораторных работ по

МДК 01.01 «Цифровая схемотехника»