Изучение цифроаналоговых преобразователей, страница 2

Таблица 2

Десятичное число (было)	Десятичное число (стало)	Двоичный код
Десятичное число (было)	Десятичное число (стало)	знак	Q₃	Q₂	Q₁	Q₀
15	7	0	1	1	1	1
14	6	0	1	1	1	0
13	5	0	1	1	0	1
12	4	0	1	1	0	0
11	3	0	1	0	1	1
10	2	0	1	0	1	0
9	1	0	1	0	0	1
8	0	0	1	0	0	0
7	- 1	1	0	1	1	1
6	- 2	1	0	1	1	0
5	- 3	1	0	1	0	1
4	- 4	1	0	1	0	0
3	- 5	1	0	0	1	1
2	- 6	1	0	0	1	0
1	- 7	1	0	0	0	1
0	- 8	1	0	0	0	0

Аналогичный ЦАП представлен на рис. 19 (файл L8_12.ewb). Для оценки результата преобразования (рис. 20) к выходу ЦАП подключен биполярный АЦП. Поскольку осуществляется преобразование знакопеременного сигнала, то к АЦП подключено два опорных напряжения, с разной полярностью, равных по величине максимально возможным амплитудным значениям U_ВХ (рис.19). При этом, минимальному коду 00000000₂ соответствует U_ВЫХ= -16 В, максимальному коду 11111111₂ соответствует: U_ВЫХ= (16 - DU) В, где DU – вес младшего разряда.

Для того, чтобы напряжения на экране осциллографа не совпадали, для них выбраны различные масштабы отображения.

Рис. 19 Биполярный ЦАП, файл L8_12.ewb, 8 разрядов

На рис. 21 представлена модель ЦАП с набором входного кода с помощью выключателей 1...3. Для переключения знака кода используется выключатель Z. Данная схема используется для анализа режимов работы ЦАП.

Рис. 20 Временная диаграмма напряжения на выходе биполярного ЦАП

Для того, чтобы напряжения на экране осциллографа не совпадали, для них выбраны различные масштабы изображения.

Рис. 21 Биполярный ЦАП, файл L8_12.ewb, 4 разряда

Задание 1. Изучить работу моделей L8_01.ewb...L8_14.ewb.

Задание 2. Используя ЦАПL8_01.ewb, получить значения выходного напряжения для различных двоичных кодов. Результаты занести в таблицу 3.

Таблица 3

Код	0000	0001	0010	0100	1000
U_ВЫХ, В

Задание 3. Используя ЦАПL8_03.ewb, получить значения выходного напряжения для различных двоичных кодов. Результаты занести в таблицу 4.

Таблица 4

Код	00	01	10	11
U_ВЫХ, В

Выводы:

- использование резистивной матрицы аналогичноиспользованию инвертирующего усилителя простейшего ЦАП (L8_01.ewb), но проще в интегральной реализации;

- дискретизация по времени не зависит от значения преобразуемого кода;

- ЦАП имеет высокое быстродействие, т.к. преобразует параллельный цифровой код одновременно во всех разрядах.

Задание 4. Определить для модели ЦАП, L8_06.ewb, чему равен вес младшего разряда цифрового входного кода в выходном аналоговом сигнале (квантование по уровню), например, с помощью осциллографа и флажка на его экране. Результат занести в таблицу 5.

Таблица 5

DU_ВЫХ, В

при U_ОП, В

Задание 5. Определить для модели ЦАП, файл L8_07.ewb, чему равны:

- аналоговое значение младшего разряда;

- аналоговое значение старшего разряда;

- диапазон входного кода и выходного напряжения, при U_ОП =________________В.

Результат занести в таблицу 6.

Таблица 6

U младшего разряда, В
U старшего разряда, В
Диапазон входного кода	N_MIN =	N_MAX =
Диапазон U _ВЫХ, В	U_MIN =	U_MAX =

Задание 6. Для модели униполярногоЦАП, файл L8_09.ewb, получить на его выходе напряжение + 4В и – 4В. Двоичные коды, соответствующие этим выходным напряжениям и значение кода знака указать в таблице 7.

Таблица 7

U_ВЫХ, В	- 4	+ 4
Входной код
Код знака

Задание 7. Используямодель ЦАП, файл L8_13.ewb, получить коды соответствующих десятичных чисел, указанных в таблице 8.

Таблица 8

Десятичное число	Двоичный код
Десятичное число	Q₃	Q₂	Q₁	Q₀
7
4
1
0
- 1
- 4
- 7

В файлеL8_14.ewb реализована модель аналогичного ЦАП, в которой преобразуются 8 разрядов двоичного кода.

Выводы: Чем больше разрядов у ЦАП, тем меньше квантование по уровню выходного аналогового сигнала той же величины (при одинаковом опорном напряжении), а, следовательно, можно осуществлять преобразование с большей точностью.

1 2

Скачать файл