В рассмотренном АЦП время преобразования постоянно и определяется числом разрядов и тактовой частотой Тnр = n/fт. Погрешность преобразования зависит от ошибок ЦАП и чувствительности СС. Имеются более сложные модификации рассмотренного преобразователя, которые характеризуются повышенным быстродействием и точностью.
Наибольшим быстродействием обладают преобразователи, построенные по методу считывания. Пример такого преобразователя показан на рис. 11. В этом преобразователе 2n-1 опорных напряжений формируются с помощью резисторного делителя. Каждое из опорных напряжений подается вместе с Uвх на соответствующий компаратор. Срабатывают лишь те компараторы, у которых Uвх > Uопi. Результат сравнения через фиксирующие триггеры подается на шифратор, преобразующий его в код. Преобразование производится за два такта, время преобразования 10-100 нс. Недостаток этого преобразователя в большом числе компараторов, которое быстро возрастает с ростом числа разрядов n.
Как видно из рассмотренных схем преобразователей,нашедших применение на практике,в их состав входят различные аналоговые и цифровые узлы. В настоящее время отечественная промышленность выпускает для построения АЦП наборы микросхем. Из наборов можно строить различные по точности и быстродействию преобразователи. Для построения аналоговых частей преобразователей можно использовать микросхемы серий 240, 252, а также 228, 265 и микропроцессорные комплекты КР580, КР589.
2.Оборудование и приборы
Лабораторный макет для изучения АЦП и ЦАП позволяет осуществлять оба преобразования.На лицевой панели макета приведены структурные схемы преобразователей и элементы управления и индикации.Вверху: тумблер “сеть”- для включения питания макета от сети 220 В,50 Гц; двухходовой (точно-грубо) резистор R1- для изменения Uвх в схеме АЦП; вольтметр PV1- для измерения Uвх в схеме АЦП; цифровой трехразрядный индикатор Uвых - для индикации величины преобразованного напряжения в цифровой форме.Внизу: переключатели “ 1,2,4,8...128” - для задания в цифровой форме уровня входного сигнала Uвх в диапозоне от 0.1 В до 19.9 В; трехразрядный цифровой индикатор Uвх - для индикации в цифровой форме величины входного напряжения Uвх; вольтметр PV2 - для измерения Uвых в схеме ЦАП.
3. Порядок выполнения работы
3.1. Изучить по методическим указаниям назначение,методы и способы преобразования сигналов код-аналог и аналог-код.
3.2. Исследовать статическую характеристику АЦП для чего:
- включить тумблер “сеть”;
- дважды вращая ручку резистора R1 (точно-грубо) обеспечить изменение Uвх с шагом 1.0 В;
- записать цифровые значения Uвых с цифрового индикатора;
- на основании проведенных измерений построить статистическую характеристику АЦП Uвых=f(Uвх).
- сформулировать заключение о линейности характеристики.
3.3. Исследовать статическую характеристику ЦАП для чего :
- дискретно изменить величину входного кода от 1 до максимального,равного напряжению 15.0 В и записать по вольтметру PV2 соответствующие значения выходного напряжения Uвых;
- на основании проведенных измерений построить статистическую характеристику ЦАП Uвых=f(Uвх);
- проанализировать линейность преобразования;
- выключить тумблер “сеть”.
Содержание отчета
4.1. Структурная схема одного из преобразователей и описание его работы (по указанию преподавателя).
4.2. Статистические характеристики Uвых=f(Uвх) для АЦП и ЦАП.
4.3. Отчет в письменной форме на контрольный вопрос (по указанию преподавателя).
Контрольные вопросы
5.1. Назначение и область применения АЦП и ЦАП.
5.2. Основные характеристики АЦП.
5.3. Типы резисторных матриц для преобразователей код-аналог.
5.4. Метод последовательного счета,используемый в АЦП, и его достоинства.
5.5. Принцип поразрядного кодирования для АЦП.
5.6. Метод считывания,используемый в АЦП, и область использования таких преобразователей.
5.7. Структура цифро-аналогового преобразователя КМОП.
Лабораторная работа N2
Изучение преобразователей
"Аналог -частота" и "Частота-аналог"
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.