Семя – орган полового размножения и расселения растений: наружи у семян имеется плотный покров – кожура...
Автоматическое растормаживание колес: Тормозные устройства колес предназначены для уменьшения длины пробега и улучшения маневрирования ВС при...
Топ:
Теоретическая значимость работы: Описание теоретической значимости (ценности) результатов исследования должно присутствовать во введении...
Устройство и оснащение процедурного кабинета: Решающая роль в обеспечении правильного лечения пациентов отводится процедурной медсестре...
Когда производится ограждение поезда, остановившегося на перегоне: Во всех случаях немедленно должно быть ограждено место препятствия для движения поездов на смежном пути двухпутного...
Интересное:
Подходы к решению темы фильма: Существует три основных типа исторического фильма, имеющих между собой много общего...
Принципы управления денежными потоками: одним из методов контроля за состоянием денежной наличности является...
Средства для ингаляционного наркоза: Наркоз наступает в результате вдыхания (ингаляции) средств, которое осуществляют или с помощью маски...
Дисциплины:
2022-07-03 | 34 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Uвых = (8Е Rн/R) · (Q1 · 1 + Q2 · 2 + Q3 · 4 + Q4 · 8).
Очевидно, что е = 8Е·Rн/R. Выбором е можно установить требуемый масштаб аналоговой величины.
2. Аналого-цифровые преобразователи. В информационных и управляющих системах часть или вся информация от датчиков бывает представлена в аналоговой форме. Для ее ввода в цифровые ЭВМ и цифровое управляющее устройство широко применяются аналого-цифровые преобразователи (АЦП). В большинстве случаев АЦП выполняют преобразование входного напряжения или тока в двоичный цифровой код.
Существуют различные типы АЦП. Рассмотрим те типы, которые получили в настоящее время наибольшее распространение.
2.1. АЦП последовательного приближения (АЦППП). Структурная схема АЦППП приведена на рисунке 5.2.
Рисунок 5.2 - Схема АЦП последовательного приближения
Схема работает следующим образом. Входной аналоговый сигнал Uвх перед началом преобразования запоминается схемой выборки – хранения ВХ, которая исключает изменение аналогового сигнала в процессе преобразования. Далее по команде “Пуск” с помощью сдвигового регистра последовательно во времени каждый триггер Ti, начиная со старшего разряда, переводит в положение 1 соответствующий разряд ЦАП. Напряжение U1 (или ток) с выхода ЦАП сравнивается с входным аналоговым сигналом с помощью компаратора КП. Если U0 ≥ U1, то на выходе компаратора сохраняется низкий уровень и в соответствующем триггере сохраняется единица, при U0 < U1 срабатывает компаратор и переводит триггер в положение 0. После окончания цикла на выходах триггеров получается двоичный код, соответствующий (при идеальных элементах) U0 с точностью до половины младшего разряда.
Погрешность АЦППП определяется неточностью ЦАП, зоной нечувствительности и смещением нуля компаратора, а также погрешностью схемы выборки – хранения.
|
Поскольку в такой схеме ошибка в каком – либо разряде в дальнейшем не корректируется, необходимо, чтобы время на «взвешивание» каждого разряда было достаточно для затухания переходного процесса до уровня, соответствующего половине младшего разряда, и чтобы компаратор успел сработать.
Время преобразования АЦП t пр приблизительно равно
t пр = n · t у,
где t у – время «взвешивания» разряда.
2.2. АЦП параллельного типа (АЦПП). Существенное уменьшение tпр удается получить в АЦП параллельного типа. Здесь входная аналоговая величина сравнивается компараторами с (2n-1) эталонными уровнями, образованными делителями из резисторов равного сопротивления.
При этом срабатывают младшие компараторы, образующие на выходах схем И-НЕ нормальный унитарный код, который затем с помощью специального дешифратора ДШ преобразуется в двоичный выходной сигнал.
Погрешность АЦПП определяется неточностью и нестабильностью эталонного напряжения, резистивного делителя и погрешностями компараторов.
Этот АЦП сложен в реализации, но обеспечивает наибольшее быстродействие по сравнению с любыми другими АЦП.
Рабочее задание
1. Используя среду моделирования, построить 8-разрядный ЦАП с весом младшего разряда, равным номеру рабочего места в мВ. Убедиться в его работоспособности, подключив на его входы генератор слов и светодиодные индикаторы.
2. Построить 7-разрядный ЦАП с увеличенным в два раза весом младшего разряда. Измерить вес младшего разряда.
3. Используя среду моделирования, построить модель АЦП последовательных приближений.
4. Определить, какие элементы выполняют функции компаратора, ЦАП и тактового генератора.
5. Установить входное напряжение U вх =0,01 В и опорное напряжение U о =10,24 В. Запустить АЦП и зарисовать осциллограммы на входе АЦП и выходе ЦАП. Измерить значения напряжений на выходе ЦАП и считать выходные коды на каждом шаге преобразования. Полученные результаты пояснить.
|
6. Установить U вх = 3,5 В и запустить АЦП. Считать выходной код АЦП. Пояснить осциллограммы на выходе ЦАП.
7. Увеличить в два раза частоту тактового генератора. Считать выходной код АЦП. Пояснить изменения в осциллограмме.
8. Установить U о = 5 В, U вх = 3,5 В и запустить АЦП. Считать выходной код АЦП. Пояснить осциллограммы на выходе ЦАП.
9. Выполнить индивидуальное задание.
10. Сделать выводы о проделанной работе.
Содержание отчета
1. Смоделированные схемы.
2. Осциллограммы в соответствии с пунктами рабочего задания.
3. Выводы по результатам исследований.
Контрольные вопросы
1. Как определить вес младшего разряда ЦАП?
2. Как подстроить ЦАП?
3. Достоинства и недостатки АЦП последовательных приближений.
4. Достоинства и недостатки параллельного АЦП.
5. Как подстроить АЦП?
6. Основные блоки параллельного АЦП.
7. Основные блоки АЦП последовательных приближений.
8. Объяснить осциллограммы в характерных точках АЦП последовательных приближений.
9. Как по осциллограмме на выходе ЦАП в АЦП последовательных приближений определить выходной код?
ЛИТЕРАТУРА
1. Клаассен К.Б. Основы измерений. Датчики и электронные приборы. Учебное пособие.- М.: ИД Интеллект, 2012. - 352с.
2. Топильский В.Б. Микроэлектронные измерительные преобразователи. Учебное пособие.- М.: Пилот, 2012. - 493с.
3. Топильский В.Б. Схемотехника аналого-цифровых преобразователей. Учебное пособие. - М.: Техносфера, 2014. - 288с.
СОДЕРЖАНИЕ
Лабораторная работа №1. Интерфейсные схемы на операционных
усилителях……………………………………………………….…………3
Лабораторная работа №2. Измерительные выпрямители…………...…..6
Лабораторная работа №3. Мостовые преобразователи сопротивления..8
Лабораторная работа №4. Линеаризация датчиков
информации………………………………………………….………..…...11
Лабораторная работа №5. Цифро-аналоговые и аналого-цифровые
преобразователи………………………………………….……………….15
ЛИТЕРАТУРА………………………………………….………………....18
Учебно-методическое издание Тихонов Владимир Александрович Сборник лабораторных работ по дисциплине «Преобразователи первичной информации» Технический редактор М.А. Андреев Корректор И.А. Казилина ________________________________________________________________________________________________________ Темплан издания филиала ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ» в г. Смоленске, 2021 г., метод. Подписано в печать 00.10.2021. Печ. л. 1,25. ________________________________________________________________________________________________________ Издательский сектор филиала ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ» в г. Смоленске 214013 г. Смоленск, Энергетический проезд, 1. Ó Тихонов В.А., 2021. |
Ó Филиал ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ» в г. Смоленске, 2021. |
|
|
|
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...
История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!