Изучение принципов построения и экспериментальное исследование гибридных функциональных преобразователей

Министерство общего и профессионального образования

Российской Федерации

Хабаровский Государственный Технический Университет

Кафедра “Вычислительная техника”

Лабораторная работа

по АГВМ

“Гибридные функциональные преобразователи”

                                                     Выполнил: студент группы ВМ-81

   Бартошук К.В.

                    Проверил:  доцент Зелев Л.В.

Хабаровск

2002

1. Цель работы

Изучение принципов построения и экспериментальное исследование гибридных функциональных преобразователей.

2. Общие понятия

Гибридные функциональные преобразователи предназначены для вычисления функции входных аналоговых величин , где результат вычислений  может быть представлен в аналоговой или цифровой форме.

В структурной схеме ФП обычно используется блок АЦП и блок умножающего ЦАП (УЦАП). Напряжение на выходе УЦАП определяется так: , где  - значение опорного напряжения; n – число разрядов ЦАП; X – значение цифрового кода в десятичном виде. Напряжение на выходе УЦАП пропорционально произведению напряжения  и цифрового кода X.

Множительное устройство

Функциональная схема АЦ множительного устройства приведена на рис.1. В данном ФП использован АЦП следящего уравновешивания.

Рис.1. Множительное устройство

В устройстве умножения напряжение на выходе УЦАП нарастает по линейному закону, а результат преобразования  пропорционален произведению двух входных напряжений () и представлен в аналоговой форме.

Принцип преобразования следующий: счетные импульсы от ГТИ через логическое устройство поступают на вход СТ2. Через время разгона АЦП на выходе УЦАП1 устанавливается напряжение , где  - погрешность квантования. При условии  значением  можно пренебречь.

Значение X цифрового кода на выходе счетчика и УЦАП2: , где  - коэффициент пропорциональности, полученный при преобразовании аналоговой величины в цифровой код.

Тогда, напряжение на выходе УЦАП2 изменяется по закону , где  - коэффициент пропорциональности.

Делительное устройство

Данный ФП осуществляет операцию деления двух входных переменных. Функциональная схема устройства показана на рис.2, где результат вычислений может быть представлен как в двоичном коде на выходе СТ2, так и в аналоговой форме ().

Рис.2. Делительное устройство

Принцип преобразования следующий: через время разгона АЦП на выходе УЦАП2 устанавливается напряжение . Значение цифрового двоичного кода на выходе счетчика: , где  - коэффициент пропорциональности.

Напряжение на выходе УЦАП1 описывается следующим выражением: , где  - коэффициент пропорциональности.

Устройство для извлечения квадратного корня

Функциональная схема устройства показана на рис.3. Принцип преобразования следующий: через время разгона АЦП на выходе УЦАП2 устанавливается напряжение .

Рис.3. Устройство для извлечения квадратного корня

Напряжение на выходе УЦАП1 пропорционально значению двоичного кода X: . Напряжение на входе пропорционально значению двоичного кода в квадрате: . Откуда .

В итоге получим: .

3. Оборудование

·  Лабораторный макет

·  Осциллограф

• Универсальный цифровой вольтметр

4. Выполнение работы

6. Вывод