Схемотехника: Лабораторный практикум, страница 32

В АЦП с двойным интегрированием на первом этапе происходит интегрирование входного аналогового сигнала за определенный промежуток времени. Затем осуществляется интегрирование противоположного по знаку известного постоянного напряжения и фиксируется интервал времени, за который выходное напряжение станет равным нулю, путем подсчета импульсов, следующих с известной частотой. Зафиксированное счетчиком число импульсов представляется в виде кода.

В АЦП входным сигналом является аналоговое напряжение Uвх, а выходным – соответствующий  этому  значению  b-разрядный  цифровой  код  (D0– Db–1). Точность АЦП характеризуется теми же параметрами, что и для ЦАП. В настоящей лабораторной работе исследуется АЦП последовательных приближений (АЦП поразрядного уравновешивания)  (рис. 11.3).

Рис. 11.3. Структурная схема АЦП AD7819

11.3. Задание на исследование ЦАП

1. Включите ЦАП AD557 в соответствии со схемой (рис. 11.4). Микросхема AD557 имеет два выхода резисторов обратной связи по напряжению V_OUTA и V_OUTB. Для замыкания цепи обратной связи и нормальной работы схемы необходимо соединить оба этих вывода с выводом V_OUT. При замыкании обоих входов V_OUTA и V_OUTB с выходом ЦАП обеспечивается изменение выходного напряжения в зависимости от входного кода от 0 до 2.56 В.

Рис. 11.4. Схема включения ЦАП AD557

Выводы CS и CE предназначены для выбора и активизации микросхемы соответственно. Эти входы обеспечивают управление ЦАП от микропроцессора (микроконтроллера) и в лабораторной работе не используются – их необходимо соединить с общим проводом GND.

Поскольку расположение выводов питания и общего провода нестандартное необходимо соблюдать осторожность при подключении микросхемы.

2. Подавая на входы ЦАП при помощи перемычек различные кодовые комбинации (уровень лог. 0 задается путем соединения входа ЦАП с общим проводом GND, уровень лог. 1 – с источником питания +VCC = 5 В), измерьте соответствующие им значения выходного напряжения и постройте зависимость выходного напряжения ЦАП от десятичного числа, представленного входным двоичным кодом в пределах всей шкалы преобразования.

3. На основании полученных данных оцените значения шага квантования, нелинейности и ошибки полной шкалы исследованного ЦАП.

11.4. Задание на исследование АЦП

1. Включите АЦП AD7819 в соответствии со схемой (рис. 11.5). На вход CONVST, отвечающий за начало АЦ преобразования, должны подаваться тактовые импульсы от генератора сигналов. Частота импульсов выбирается исходя из времени преобразования АЦП.

Выводы CS и RD предназначены для выбора и активизации микросхемы соответственно. Эти входы обеспечивают управление АЦП от микропроцессора (микроконтроллера) и в лабораторной работе не используются – их необходимо соединить с общим проводом GND.

2. С помощью перемычек подключите светодиоды ко всем цифровым выходам АЦП. В качестве ограничивающих ток резисторов для светодиодов используйте резисторы номиналом 1 кОм.

Рис. 11.5. Схема включения АЦП AD7819

3. Снимите и постройте зависимость выходного кода АЦП (в десятичных числах) от входного напряжения.

4. На основании полученных данных оцените значения шага квантования, дифференциальной и интегральной нелинейностей, погрешности смещения нуля и погрешности коэффициента передачи исследованного АЦП.

11.5. Содержание отчета

Отчет должен содержать исследуемые схемы, графики зависимостей выходного напряжения ЦАП от десятичного числа, представленного входным двоичным кодом и выходного кода АЦП (в десятичных числах) от входного напряжения, результаты расчета параметров ЦАП и АЦП, выводы.