Электротехника \ Схемотехника электронных средств

Схемотехника электронных устройств: Методические указания к выполнению лабораторных работ, страница 9

  ,

где  - опорное (эталонное) напряжение,

К - коэффициенты двоичных разрядов, принимающие значение        0 или 1,

n - разрядность.

Основными параметрами ЦАП являются:

1) число разрядов n. Число разрядов и опорное U0 напряжение определяет максимально достижимую разрешающую способность ЦАП. Она соответствует цене младшего разряда и определяется по формуле

,

где - опорное (эталонное) напряжение;

n – разрядность.

Uвых
 

Рис. 1. Характеристики преобразования ЦАП: реальная (а) и идеальная (б)

2) Абсолютная погрешность преобразования в конечной точке шкалы  представляет собой отклонение значения выходного напряжения от номинального расчетного, соответствующее конечной точке характеристики преобразования. Измеряется в единицах младшего разряда

  

или в процентах от младшего напряжения

.

3) Нелинейность преобразования dL - это отклонение реальной характеристики преобразования от расчетной.

Измеряется в единицах младшего разряда dL или в процентах .

4) Время преобразования.

5) Опорное напряжение.

6) Выходной ток.

7) Напряжение источников питания.

Структурная схема ЦАП приведена на рис. 2.

U0
 

Цифровой код
 
 


Рис. 2. Структурная схема ЦАП

Основным элементом в схеме является резистивная матрица.

Обычно в ЦАП используется резистивная матрица типа R–2R (рис.3)

SI
 

Токовые

ключи
 

Цифровой код
 
 


Рис. 3. Резистивная матрица

В этой матрице использованы резисторы двух номиналов R и 2R. При переходе от одного разряда к другому ток изменяется в два раза. Токовые ключи, предназначенные для коммутации элементов резистивной матрицы, должны иметь высокое быстродействие и не вносить заметных погрешностей в разрядные токи. Особенностью матрицы является то, что ток I0 не зависит от входного цифрового кода. На выходе резистивной матрицы ставится ОУ, который преобразует токовый выходной сигнал в напряжение.

В качестве ОУ могут быть использованы универсальные или прецизионные ОУ.

2. ОПИСАНИЕ СТЕНДА

Принципиальная схема стенда приведена на рис.4. Она включает в себя микросхему ЦАП К572ПА1, операционный усилитель Кр140УД8, источник опорного напряжения U0 и тумблеры набора входного кода SA1.

Микросхема К572ПА1 представляет собой десятиразрядный преобразователь двоичного кода в ток. Она содержит резистивную матрицу R-2R, токовые ключи и устройство управления. Для преобразования тока в напряжение на выходе микросхемы устанавливается ОУ Кр140УД8. Коэффициент усиления усилителя К=1. Отрицательная обратная связь ОУ подключена через вход “Y”. Напряжение питания ИС должно лежать в пределах от +5В до +16,5В, опорное напряжение     U0= +17В.

Микросхема может работать по входам с КМОП ИС, а также с ТТЛ (ТТЛШ) ИС (Uп=5В). Входной цифровой код набирается переключателями SA1.

Если все переключатели находятся в состоянии “0”, то Uвых»0, если в состоянии  ”1”, то Uвых»U0.

Подпись: Рис.4. Принципиальная схема стенда ЦАП

 

3. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

3.1. Ознакомиться с цифро-аналоговыми преобразователями.

3.2. Снять выходные характеристики ЦАП Кр572ПА1 для заданных значений U0 и определить характеристики ЦАП.

4. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

4.1. Изучить работу ЦАП.

4.2. Ознакомиться с описанием лабораторной работы.

4.3. Получить у преподавателя разрешение на проведение работы и два значения U02, U01 для которых будут сняты зависимости =f(Nкода).

4.4. Установить все тумблеры  переключателя SA1 в положение “0”. Провести балансировку ОУ резистором R6 (Uвых=0), при коде 0000000000.

4.5. Установить на гнезде U0 с помощью резисторов R1, R2 заданное напряжение U01.

4.6. На выход операционного усилителя ОУ () подключить цифровой вольтметр и снять зависимость =f(Nкода),                    где Nкода- входной цифровой код.

Скачать файл