Методичні вказівки та завдання до курсової роботи

Індивідуальне завдання

до курсової роботи з дисципліни

Основи схемотехніки

 

на тему: Розрахунок тракту аналого-цифрового перетворення сигналу

Варіант ίĵ =

Вихідні умови:

 

Тип мікросхеми ОП
Тип мікросхеми АЦП
Схема ввімкнення ОП
Діапазон зміни вхідного сигналуUвх^-.. Uвх^+		В
Діапазон перетворення АЦП UД		В
Число розрядів вихідного коду N
Пропускна здатність АЦП		перетворень/сек
Вхідна напруга зміщення ОП е0		В
Вхідний струм ОП Іі		А
Опір навантаження лінії зв’язку RН		Ом
Максимальний допустимий вихідний струм ОП ІОmax		А
Максимальне амплітудне значення напруги на виході ОП UОmax		В
Коефіцієнт підсилення ОП А0		дБ
Швидкість наростання вихідної напруги ОП S		В/мкс
Частота полюсу АЧХ ОП FP		Гц
Швидкість спаду АЧХ ОП		дБ/дек
Допустима похибка від впливу вхідних струмів ОП		%

Завдання видав викладач__________________________________

Дата_________________ ^{прізвище та ініціали, підпис}

 

Завдання отримав студент гр.______________________________

Дата_________________ ^{група, прізвище та ініціали, підпис}

 

ЛЬВІВСЬКИЙ КОЛЕДЖ ДУІКТ

 

Відділення денне

 

Спеціальність __________

 

 

КУРСОВА РОБОТА

з дисципліни ОСНОВИ СХЕМОТЕХНІКИ

на тему: РОЗРАХУНОК ТРАКТУ АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО ПЕРЕТВОРЕННЯ СИГНАЛУ

Виконав студент __________________________________________

 

групи___________

 

Курсова робота перевірена і допущена до захисту   “___”_____________200__р.   Керівник _________________   Оцінка____________________

ЛЬВІВ – 200__

 

ЛЬВІВСЬКИЙ КОЛЕДЖ ДУІКТ

 

Відділння денне Спеціальність ___________

ЗАТВЕРДЖЕНО на засіданні циклової комісії фундаментальних дисциплін Протокол № від 200__ р. Голова комісії   __________________О.І.Лабаз

ЗАВДАННЯ

до курсової роботи студентові_______________________________________________________

_(група)

_________________________________________________________________________________

_{(прізвище, ім’я, побатькові)}

 

Варіант _______

 

Дата видачі_______________________   Дата закінчення____________________

 

ТЕМА КУРСОВОЇ РОБОТИ

РОЗРАХУНОК ТРАКТУ АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО ПЕРЕТВОРЕННЯ СИГНАЛУ

 

ВИХІДНІ ДАНІ ДО РОБОТИ

 

Тракт аналого-цифрового перетворення сигналу включає: вхідний лінійний підсилювач побудований на операційному підсилювачі (ОП), лінію зв’язку з опором навантаження R_н, аналого-цифровий перетворювач (АЦП). Тип ОП та АЦП задається в індивідуальному завданні. Параметри заданих компонентів приведені в додатках 1 та 2 завдання. Варіант завдання вибирається за правилом, вказаним у методичних вказівках до курсової роботи.

Необхідно розрахувати основні параметри тракту АЦ-перетворення сигналу: коефіцієнт передачі; розділову здатність; час перетворення; частотний діапазон; похибки перетворення.

 

Зміст роботи	Від загального обсягу роботи (%)
1.ТЕКСТОВА ЧАСТИНА РОБОТИ (зміст розрахунково-пояснювальної записки)
Вступ 1. Опис структурної схеми тракту аналого-цифрового перетворення. 2. Опис параметрів компонентів тракту аналого-цифрового перетворення. 3. Розрахунок основних параметрів тракту аналого-цифрового перетворення. 4. Опис структурної схеми лінійного підсилювача. 5. Розрахунок параметрів та елементів схеми лінійного підсилювача. 5.1. Розрахунок коефіцієнта передачі лінійного підсилювача. 5.2.Розрахунок елементів схеми лінійного підсилювача. 6. Розрахунок похибок. 6.1. Розрахунок похибки коефіцієнта передачі підсилювача, яка викликана кінцевим значенням коефіцієнта підсилення ОП. 6.2.Розрахунок похибки коефіцієнта передачі підсилювача, яка викликана неточністю резисторів ланки зворотнього зв’язку. 6.3.Розрахунок похибки підсилювача, яка викликана напругою зміщення ОП та його вхідними струмами. 6.4. Розрахунок похибки квантування АЦП. 6.5. Оцінка сумарної похибки перетворення каналу. 7. Графо-аналітичний розрахунок смуги пропускання замкнутого підсилювача 8. Розрахунок граничної частоти замкнутого підсилювача. 9. Побудова часової діаграми відгуку лінійного підсилювача на ідеальний вхідний імпульс. 10. Розрахунок часу перетворення тракту аналого-цифрового перетворення. 11. Оцінка робочого діапазону частот тракту аналого-цифрового перетворення. 12. Висновки. 13. Література.
2. ГРАФІЧНА ЧАСТИНА РОБОТИ
1. Графіки АЧХ розімкнутого та замкнутого операційного підсилювача. 2. Часова діаграма відгуку лінійного підсилювача на ідеальний вхідний імпульс.
3. ЛІТЕРАТУРА
Проектирование и применение операционных усилителей. Под ред. Дж.Грэма. Перевод с англ.-Москва. - «Мир.1974.-510с. Д.Е. Полонников. Операционные усилители: принципы построения, теория, схемотехника.-Москва.-«Энергоатомиздат».-1983.-215с. П. Хоровиц, У. Хилл. Искусство схемотехники, В двух томах. Перевод с англ. Под ред. М.В. Гальперина.-Москва.-«Мир».- 1983. В.А. Завадский. Компьютерная электроника.-Киев.-ТОО ВЕК.-1996.-365с.

 

Керівник роботи___________________________„____” ___________200__р.

(підпис)

Завдання отримав студент______________________ „____” ___________200__р.

 

ЛЬВІВСЬКИЙ КОЛЕДЖ ДУІКТ

ЗАТВЕРДЖУЮ

Заступник директора з НР ЛК ДУІКТ

_________ О.С. Мурін

“___” __________200_ р.

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ТА ЗАВДАННЯ ДО КУРСОВОЇ РОБОТИ

з навчальної дисципліни “Основи схемотехніки”

на тему: Розрахунок тракту аналого-цифрового перетворення сигналу

Розглянуто і схвалено

на засіданні циклової комісії

фундаментальних дисциплін.

Протокол № від 200 р.

 

Голова комісії

____________О.І.Лабаз

 

Склали викладачі: Б.А. Бохонко

Х.М. Паляниця

Львів – 2009

 

 

В курсовій роботі необхідно привести:

1. Структурну схему тракту аналого-цифрового перетворення та її опис.

2. Опис параметрів компонентів тракту аналого-цифрового перетворення: операційного підсилювача (ОП) і аналого-цифрового перетворювача (АЦП).

3. Розрахунок основних параметрів тракту аналого-цифрового перетворення:

- коефіцієнта передачі;

- розділової здатності;

- часу перетворення;

- частотного діапазону;

- похибки перетворення.

4. Структурну схему лінійного підсилювача та її опис.

5. Розрахунок елементів схеми відповідно до варіанту контрольного завдання.

6. Розрахунок похибок:

- похибки коефіцієнта передачі підсилювача, яка викликана кінцевим значенням коефіцієнта підсилення ОП;

- похибки коефіцієнта передачі підсилювача, яка викликана неточністю резисторів зворотного зв’язку;

- похибки підсилювача, яка викликана напругою зміщення операційного підсилювача та його вхідними струмами;

- похибки квантування;

- сумарної похибки перетворення каналу.

7. Графо-аналітичний розрахунок смуги пропускання замкнутого підсилювача на рівні -3 дБ за амплітудно-частотною характеристикою (АЧХ) розімкнутого ОП.

8. Розрахунок граничної частоти замкнутого підсилювача.

9. Часову діаграму відгуку лінійного підсилювача на ідеальний вхідний імпульс.

10. Перелік літератури, якою користувалися при виконанні курсової роботи.

Вимоги до оформлення курсової роботи.

1. Курсова робота повинна бути виконана на аркушах формату А4 рукописним способом.

2. На титульному листі необхідно вказати: назву коледжу, тему курсової роботи, назву дисципліни, варіант завдання, прізвище студента, групу, прізвище викладача, календарний рік.

3. Курсова робота повинна включати:

- бланк завдання, підписаний і погоджений в установленому порядку;

- індивідуальне завдання на курсову роботу;

- зміст розрахунково-пояснювальної записки з вказанням сторінок;

- вступ;

- текст розрахунково-пояснювальної записки;

- висновки.

4. Розрахункова частина повинна супроводжуватися коментарями.

5. Загальний об’єм курсової роботи повинен складати не менше 20 аркушів рукописного тексту з ілюстраціями включно.

 

Індивідуальне завдання.

Структурна схема тракту аналого-цифрового перетворення показана на рис.1, а схеми неінвертуючого і інвертуючого лінійних підсилювачів на рис.2 і рис.3 відповідно.

Дані для виконання курсової роботи беруться з таблиць 1 та 2. Номер N варіанту завдання визначається за двома цифрами: і, яку вказуєвикладач(дані з табл.1) та j, яка визначається за останньою цифрою Вашого шифру(дані з табл.2), або ж за іншим правилом, заданим викладачем.

У таблиці 1 приведений діапазон зміни вхідного сигналу. Крім цього у табл.1 приведені типи використовуваних компонентів – операційних підсилювачів та АЦП і вказаний опір навантаження для лінійного підсилювача, який під’єднується на виході лінії зв’язку (рис. 1).

У таблиці 2 приведені значення діапазону перетворення АЦП, а також значення допустимої додаткової похибки від впливу вхідних струмів ОП. У варіантах для і = 2, 5, 8, для яких заданий двополярний діапазон зміни вхідного сигналу, вважати, що значення діапазону перетворення АЦП (Табл.. 2) буде симетричним відносно нуля і буде складати ±U_Д/2.

Таблиця 1.

і
Uвх[В]	0..+1	-1.. 0	-1..+1	0..+0,1	-0,1..0	-0,1.. +0,1	0.. +0,05	-0,05..0	-0,05.. +0,05	-0,25..0
Схема підси- лювача	рис.2	рис.3	рис.3	рис.2	рис.3	рис.2	рис.2	рис.3	рис.2	рис.3
Тип ОП	AD8651	AD817	AD795	AD8651	AD817	AD795	AD8651	AD817	AD795	AD817
RН [кОм]		0,3			0,3			0,3		0,3
Тип АЦП	AD9280	AD7862	AD974	AD9280	AD7862	AD974	AD9280	AD7862	AD974	AD7862

Таблиця 2

j
UД[В]		1,25	1,5		2,5		3,5		4,5
δідоп[%]	1,0	1,0	0,5	0,5	0,2	0,2	0,2	0,1	0,1	0,1

 

У додатках 1 і 2 приведені значення параметрів відповідно операційних підсилювачів та аналого-цифрових перетворювачів фірми Analog Devices (США) (більш детальну інформацію по цих та інших компонентах фірми Analog Devices можна знайти за адресою: www.analog.com), які використовуються для розрахунків у курсовій роботі.

Для ОП (додаток 1) приведені значення наступних параметрів:

- вхідної напруги зміщення e₀ операційного підсилювача;

- вхідного струму зміщення операційного підсилювача I_i;

- максимального допустимого вихідного струму ОП I_Omax;

- максимального амплітудного значення напруги на виході ОП U_Omax;

- коефіцієнта підсилення A операційного підсилювача;

- швидкості наростання S вихідної напруги операційного підсилювача;

 

 

- частоти полюса F_p амплітудно-частотноїхарактеристики (АЧХ) ОП;

- швидкості спаду АЧХ.

Для АЦП (додаток 2) приведені значення наступних параметрів:

- число розрядів вихідного коду N;

- частота дискретизації вхідного сигналу F_Д .

Рис.1.Структурна схема тракту аналого-цифрового перетворення.

 

 

Рис.2. Схема неінвертуючого лінійного підсилювача.

 

Рис.3. Схема інвертуючого лінійного підсилювача.

 

 

Додаток 1

Таблиця параметрів операційних підсилювачів

 

Тип ОП	e0 [В]	Ii [A]	S [В/мкс]	A0 [дБ]	Fp [Гц]	VСП [дБ/дек]	UOmax [В]	IOmax [мА]	VS [В]
AD8651	0,1*10^-3	1,0*10 ^–12			40		±2,5 (+5,0)		±3,0 (+6,0)
AD817	2*10^-3	6,6*10 ^–6			1,2*10^4		±10		±15
AD795	0,25*10^-^3	1*10^-12					±10		±15

 

Додаток 2

Таблиця параметрів аналого-цифрових перетворювачів

 

Тип АЦП	N [Вit]	Пропускна здатність [Перетворень/сек]
AD9280	8	32*10^6
AD7862		250*10^3
AD974		100*10^3

 

 

Додаток 3

Таблиця номіналів 1%-них резисторів

 

 

 

 

Неінвертуючий підсилювач.

Складемо рівняння, яке описує взаємозв’язок між вхідною U_c та вихідною U_o напругами схеми неінвертуючого підсилювача (рис.. 2) при використанні ОП, відмінного від ідеального:

(4.1)

 

де: A(s) – коефіцієнт підсилення розімкнутого ОП, який для реального ОП має кінцеве значення і залежить від частоти.

Приймемо – коефіцієнт зворотногозв’язку. Тоді вираз (4.1) прийме вигляд:

(5.1)

Звідки:

(6.1)

З виразу (6.1) знайдемо коефіцієнт підсилення по напрузі K_U замкнутого лінійного підсилювача:

 

(7.1)

 

Добуток у виразах (6.1) та (7.1) має назву підсилення по петлі зворотного зв’язку.

Як видно з АЧХ ОП (рис.4) коефіцієнт підсилення ОП залежить від частоти. Передаточна функція ОП з однополюсною характеристикою і

спадом -6 дБ/октаву (-20 дБ/декаду) має вигляд:

 

(8.1)

де: A₀ – коефіцієнт підсилення розімкнутого ОП на постійному струмі (при s=0).

З урахуванням виразу (8.1) вираз (7.1) прийме вигляд:

 

(9.1)

Для визначення похибки коефіцієнта передачі підсилювача на постійному струмі, яка характеризує статичну точність підсилювача, перепишемо вираз (9.1) для s=0:

 

(10.1)

Похибку коефіцієнта передачі підсилювача визначимо як відхилення реального коефіцієнта передачі від ідеального:

 

(11.1)

де: – ідеальне значення коефіцієнта передачі замкнутого підсилювача.

Підставляючи вираз (10.1) у вираз (11.1) з урахуванням значення K₀ отримаємо:

 

(12.1)

Отже, отриманий вираз (12.1) характеризує статичну точність коефіцієнта передачі замкнутого підсилювача.

В загальному випадку коефіцієнт підсилення розімкнутого ОП і коефіцієнт зворотного зв’язку залежними від частоти: A(jω) і β(jω). Проте,на низьких частотах їх значення можутьрозглядатися як дійсні числа і добуток є достатньовеликий. Проте з підвищенням частоти модуль |A(jω) | починає зменшуватися і появляється суттєвий фазовий зсув. Таким чином глибина від’ємного зворотного зв’язку зменшується і погіршується точність коефіцієнта передачі замкнутого підсилювача. Така поведінка показана на рис.4 для простої резистивної ланки зворотного зв’язку, коли коефіцієнт передачі β визначається виразом

(13.1)

Відмітимо деякі положення, які ілюструються діаграмами на рис.4.:

- частота зрізу ω_з по рівню –3дБ при замкнутому зворотному зв’язку визначається абсцисою перетину графіків функцій |A(jω)| і .

- відношення частоти ω₀, при якій модуль коефіцієнта підсилення при розімкнутому зворотному зв’язку дорівнює 1, до частоти зрізу по рівню –3дБ ω_з виражається співвідношенням:

 

 

Таким чином ширина смуги при замкнутому зворотному зв’язку пропорційна величині β. Величину ω₀ називають частотою одиничного підсилення.

- на низьких частотах, де підсилення по петлі достатньо велике, коефіцієнт підсилення замкнутого підсилювача визначається ланкою зворотного зв’язку. На високих частотах підсилення по петлі зменшується, і частотна характеристика при замкнутому зворотному зв’язку асимптотично наближається до характеристики з розімкнутим зворотним зв’язком;

на низьких частотах величина , яка характеризує статичну похибку, представляє собою дійсне число і виражає похибку від кінцевого значення

 

- коефіцієнта підсилення розімкнутого ОП. Наприклад, якщо A₀ β = 100 (40 дБ), то похибка коефіцієнта підсилення при замкнутому зворотному зв’язку складає 1%.

 

 

Інвертуючий підсилювач.

Складемо рівняння, яке описує взаємозв’язок між вхідною U_c та вихідною U_o напругами схеми інвертуючого підсилювача (рис.. 3) при використанні ОП, відмінного від ідеального:

(4.2)

де: A(s) – коефіцієнт підсилення розімкнутого ОП, який для реального ОП має кінцеве значення і залежить від частоти.

Приймемо – коефіцієнт зворотногозв’язку. Тоді вираз (4.2) прийме вигляд:

(5.2)

Звідки:

 

(6.2)

 

З виразу (6.2) знайдемо коефіцієнт підсилення по напрузі K_U замкнутого лінійного підсилювача:

 

(7.2)

 

Добуток у виразах (6.2) та (7.2) має назву підсилення по петлі зворотного зв’язку.

Як видно з АЧХ ОП (рис.4) коефіцієнт підсилення ОП залежить від частоти. Передаточна функція ОП з однополюсною характеристикою і

спадом -6 дБ/октаву (-20 дБ/декаду) має вигляд:

 

(8.2)

де: A₀ – коефіцієнт підсилення розімкнутого ОП на постійному струмі (при s=0).

З урахуванням виразу (8.2) вираз (7.2) прийме вигляд:

 

 

 

(9.2)

Для визначення похибки коефіцієнта передачі підсилювача на постійному струмі, яка характеризує статичну точність підсилювача, перепишемо вираз (9.2) для s=0:

(10.2)

Похибку коефіцієнта передачі підсилювача визначимо як відхилення реального коефіцієнта передачі від ідеального:

 

(11.2)

де: – ідеальне значення коефіцієнта передачі замкнутого підсилювача.

Підставляючи вираз (10.2) у вираз (11.2) з урахуванням значення K₀ отримаємо:

 

(12.2)

Отже, отриманий вираз (12.2) характеризує статичну точність коефіцієнта передачі замкнутого інвертуючого підсилювача.

Порівнюючи отримані вирази для схем неінвертуючого і інвертуючого підсилювачів неважко переконатися, що:

1) обидві схеми мають однаковий коефіцієнт зворотного зв’язку;

2) похибка коефіцієнту підсилення, яка викликана кінцевим значенням коефіцієнта підсилення розімкнутого операційного підсилювача, є однаковою для обох схем;

3) значення коефіцієнту підсилення замкнутого підсилювача є різним для обох схем.

Крім цього відмітимо, що поведінка обох схем в частотній та часовій областях є однаковою.

Неінвертуючий підсилювач.

Розрахунок елементів схеми при заданих параметрах ОП зводиться до розрахунку опорів резисторів ланки зворотного зв’язку. Розрахунок ведеться, виходячи з заданого значення коефіцієнта передачі замкнутого підсилювача на постійному струмі, а також з

 

 

урахуванням граничних допустимих вихідних параметрів ОП по струму та напрузі, вхідних струмів ОП та вимог до динамічних характеристик підсилювача.

На основі виразу (10.1) можна записати, що для ідеального ОП коефіцієнт передачі неінвертуючого підсилювача буде визначатися за формулою:

 

(14.1)

Виходячи з заданої умови, запишемо:

 

звідки знайдемо:

Отже, ми визначили, яким повинне бути співвідношення опорів резисторів R1 і R2, щоб забезпечити задане значення коефіцієнта передачі замкнутого підсилювача. Щоб вибрати абсолютні значення опорів вказаних резисторів, треба розглянути умови їх роботи у ланці зворотного зв’язку.

Як видно із схеми (рис.2) ланка зворотного зв’зку є додатковим навантаженням для виходу ОП. Очевидно, сумарний струм навантаження і ланки зворотного зв’язку не повинні перевищувати значення максимального допустимого вихідного струму ОП, тобто, можна записати умову:

(15.1)

З формули (14.1) визначимо: і підставимо в (15.1). Отримаємо:

(15.1а)

Крім цього середній вивід ланки зворотнього зв’язку є під’єднаний до входу ОП, через який протікає вхідний струм, що буде створювати додаткове зміщення на виході ОП, яке можна визначити за формулою:

Якщо прийняти умову, що допустиме додаткове зміщення на виході підсилювача, яке викликане протіканням вхідного струму ОП через елементи кола зворотного зв’язку, не повинне перевищувати заданої величини, наприклад δ_ідоп.= 1% від діапазону U_д зміни сигналу на вході АЦП, то другу умову для вибору елементів ланки зворотного зв’язку можна записати у вигляді: звідки визначимо:

 

(16.1)

 

 

На основі вхідних даних та виразу (15.1а) знаходимо:

де а з виразу (16.1), з урахуванням прийнятого допустимого значення похибки, знаходимо:

Отже, значення опору резистора R2 ми повинні вибирати в діапазоні значень

5кОм < R₂ < 400 кОм.

Виберемо за 1%-ю шкалою резисторів значення R₂ =200кОм, тоді за визначеним вище співвідношенням резисторів значення R₁=0,995кОм. За 1%-ю шкалою резисторів найближчим є значення 1 кОм. Приймаємо R₁ = 1 кОм.

Неважко переконатися, що для вибраних значень резисторів будуть виконуватися обидві умови: (15.1) і (16.1).

Інвертуючий підсилювач.

Розглянемо, в чому полягає відмінність розрахунку резисторів ланки зворотного зв’язку для інвертуючого підсилювача.

На основі виразу (10.2) можна записати, що для ідеального ОП коефіцієнт передачі інвертуючого підсилювача буде визначатися за формулою:

 

(14.2)

Отже, ми визначили, яким повинне бути співвідношення опорів резисторів R1 і R2, щоб забезпечити задане значення коефіцієнта передачі замкнутого підсилювача. Щоб вибрати абсолютні значення опорів вказаних резисторів, треба розглянути умови їх роботи у ланці зворотного зв’язку.

Як видно із схеми (рис.3) додатковим навантаженням для виходу ОП у випадку інвертуючого підсилювача є резистор R2 (у точці з'єднання резисторів R1 і R2завжди буде нульовий потенціал). Очевидно, сумарний струм навантаження і ланки зворотного зв’язку не повинні перевищувати значення максимального допустимого вихідного струму ОП, тобто можна записати умову:

Звідки визначимо:

(15.2)

 

Друге граничне значення для резистора R2 визначається за формулою (16.1) як і для неінвертуючого підсилювача.

Вибравши в межах визначеного діапазону значення для резистора R2, із співвідношення (14.2) знайдемо:

Висновки.

1. Тракт АЦ-перетворення, параметри якого розраховані у даній роботі, відзначається широким динамічним діапазоном роботи з сигналами низького рівня – це 16 розрядів вихідного коду з розділовою здатністю (чутливістю) по входу 0,3 мкВ.

2. Тракт відзначається невисокою швидкодією і може використовуватися для обробки сигналів зі смугою пропускання до 3 кГц.

3. Низькі динамічні характеристики тракту в основному зумовлені параметрами лінійного вхідного підсилювача, зокрема операційного підсилювача, на якому він побудований.

Перелік рекомендованої літератури:

1. Проектирование и применение операционных усилителей. Под ред. Дж.Грэма. Перевод с англ.-Москва. - «Мир.1974.-510с.
2. Д.Е. Полонников. Операционные усилители: принципы построения, теория, схемотехника.-Москва.-«Энергоатомиздат».-1983.-215с.
3. П. Хоровиц, У. Хилл. Искусство схемотехники, В двух томах. Перевод с англ. Под ред. М.В. Гальперина.-Москва.-«Мир».- 1983.
4. В.А. Завадский. Компьютерная электроника.-Киев.-ТОО ВЕК.-1996.-365с.

 

Індивідуальне завдання

до курсової роботи з дисципліни

Основи схемотехніки

 

на тему: Розрахунок тракту аналого-цифрового перетворення сигналу

Варіант ίĵ =

Вихідні умови:

 

Тип мікросхеми ОП
Тип мікросхеми АЦП
Схема ввімкнення ОП
Діапазон зміни вхідного сигналуUвх^-.. Uвх^+		В
Діапазон перетворення АЦП UД		В
Число розрядів вихідного коду N
Пропускна здатність АЦП		перетворень/сек
Вхідна напруга зміщення ОП е0		В
Вхідний струм ОП Іі		А
Опір навантаження лінії зв’язку RН		Ом
Максимальний допустимий вихідний струм ОП ІОmax		А
Максимальне амплітудне значення напруги на виході ОП UОmax		В
Коефіцієнт підсилення ОП А0		дБ
Швидкість наростання вихідної напруги ОП S		В/мкс
Частота полюсу АЧХ ОП FP		Гц
Швидкість спаду АЧХ ОП		дБ/дек
Допустима похибка від впливу вхідних струмів ОП		%

Завдання видав викладач__________________________________

Дата_________________ ^{прізвище та ініціали, підпис}

 

Завдання отримав студент гр.______________________________

Дата_________________ ^{група, прізвище та ініціали, підпис}

 

ЛЬВІВСЬКИЙ КОЛЕДЖ ДУІКТ

 

Відділення денне

 

Спеціальність __________

 

 

КУРСОВА РОБОТА

з дисципліни ОСНОВИ СХЕМОТЕХНІКИ

на тему: РОЗРАХУНОК ТРАКТУ АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО ПЕРЕТВОРЕННЯ СИГНАЛУ

Виконав студент __________________________________________

 

групи___________

 

Курсова робота перевірена і допущена до захисту   “___”_____________200__р.   Керівник _________________   Оцінка____________________

ЛЬВІВ – 200__

 

ЛЬВІВСЬКИЙ КОЛЕДЖ ДУІКТ

 

Відділння денне Спеціальність ___________

ЗАТВЕРДЖЕНО на засіданні циклової комісії фундаментальних дисциплін Протокол № від 200__ р. Голова комісії   __________________О.І.Лабаз

ЗАВДАННЯ

до курсової роботи студентові_______________________________________________________

_(група)

_________________________________________________________________________________

_{(прізвище, ім’я, побатькові)}

 

Варіант _______

 

Дата видачі_______________________   Дата закінчення____________________

 

ТЕМА КУРСОВОЇ РОБОТИ

РОЗРАХУНОК ТРАКТУ АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО ПЕРЕТВОРЕННЯ СИГНАЛУ

 

ВИХІДНІ ДАНІ ДО РОБОТИ

 

Тракт аналого-цифрового перетворення сигналу включає: вхідний лінійний підсилювач побудований на операційному підсилювачі (ОП), лінію зв’язку з опором навантаження R_н, аналого-цифровий перетворювач (АЦП). Тип ОП та АЦП задається в індивідуальному завданні. Параметри заданих компонентів приведені в додатках 1 та 2 завдання. Варіант завдання вибирається за правилом, вказаним у методичних вказівках до курсової роботи.

Необхідно розрахувати основні параметри тракту АЦ-перетворення сигналу: коефіцієнт передачі; розділову здатність; час перетворення; частотний діапазон; похибки перетворення.

 

Зміст роботи	Від загального обсягу роботи (%)
1.ТЕКСТОВА ЧАСТИНА РОБОТИ (зміст розрахунково-пояснювальної записки)
Вступ 1. Опис структурної схеми тракту аналого-цифрового перетворення. 2. Опис параметрів компонентів тракту аналого-цифрового перетворення. 3. Розрахунок основних параметрів тракту аналого-цифрового перетворення. 4. Опис структурної схеми лінійного підсилювача. 5. Розрахунок параметрів та елементів схеми лінійного підсилювача. 5.1. Розрахунок коефіцієнта передачі лінійного підсилювача. 5.2.Розрахунок елементів схеми лінійного підсилювача. 6. Розрахунок похибок. 6.1. Розрахунок похибки коефіцієнта передачі підсилювача, яка викликана кінцевим значенням коефіцієнта підсилення ОП. 6.2.Розрахунок похибки коефіцієнта передачі підсилювача, яка викликана неточністю резисторів ланки зворотнього зв’язку. 6.3.Розрахунок похибки підсилювача, яка викликана напругою зміщення ОП та його вхідними струмами. 6.4. Розрахунок похибки квантування АЦП. 6.5. Оцінка сумарної похибки перетворення каналу. 7. Графо-аналітичний розрахунок смуги пропускання замкнутого підсилювача 8. Розрахунок граничної частоти замкнутого підсилювача. 9. Побудова часової діаграми відгуку лінійного підсилювача на ідеальний вхідний імпульс. 10. Розрахунок часу перетворення тракту аналого-цифрового перетворення. 11. Оцінка робочого діапазону частот тракту аналого-цифрового перетворення. 12. Висновки. 13. Література.
2. ГРАФІЧНА ЧАСТИНА РОБОТИ
1. Графіки АЧХ розімкнутого та замкнутого операційного підсилювача. 2. Часова діаграма відгуку лінійного підсилювача на ідеальний вхідний імпульс.
3. ЛІТЕРАТУРА
Проектирование и применение операционных усилителей. Под ред. Дж.Грэма. Перевод с англ.-Москва. - «Мир.1974.-510с. Д.Е. Полонников. Операционные усилители: принципы построения, теория, схемотехника.-Москва.-«Энергоатомиздат».-1983.-215с. П. Хоровиц, У. Хилл. Искусство схемотехники, В двух томах. Перевод с англ. Под ред. М.В. Гальперина.-Москва.-«Мир».- 1983. В.А. Завадский. Компьютерная электроника.-Киев.-ТОО ВЕК.-1996.-365с.

 

Керівник роботи___________________________„____” ___________200__р.

(підпис)

Завдання отримав студент______________________ „____” ___________200__р.

 

ЛЬВІВСЬКИЙ КОЛЕДЖ ДУІКТ

ЗАТВЕРДЖУЮ

Заступник директора з НР ЛК ДУІКТ

_________ О.С. Мурін

“___” __________200_ р.

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ТА ЗАВДАННЯ ДО КУРСОВОЇ РОБОТИ

з навчальної дисципліни “Основи схемотехніки”

на тему: Розрахунок тракту аналого-цифрового перетворення сигналу

Розглянуто і схвалено

на засіданні циклової комісії

фундаментальних дисциплін.

Протокол № від 200 р.

 

Голова комісії

____________О.І.Лабаз

 

Склали викладачі: Б.А. Бохонко

Х.М. Паляниця

Львів – 2009

 

 

В курсовій роботі необхідно привести:

1. Структурну схему тракту аналого-цифрового перетворення та її опис.

2. Опис параметрів компонентів тракту аналого-цифрового перетворення: операційного підсилювача (ОП) і аналого-цифрового перетворювача (АЦП).

3. Розрахунок основних параметрів тракту аналого-цифрового перетворення:

- коефіцієнта передачі;

- розділової здатності;

- часу перетворення;

- частотного діапазону;

- похибки перетворення.

4. Структурну схему лінійного підсилювача та її опис.

5. Розрахунок елементів схеми відповідно до варіанту контрольного завдання.

6. Розрахунок похибок:

- похибки коефіцієнта передачі підсилювача, яка викликана кінцевим значенням коефіцієнта підсилення ОП;

- похибки коефіцієнта передачі підсилювача, яка викликана неточністю резисторів зворотного зв’я