4.3 Побудова схеми цап

За умовою вихідних даних курсової роботи зобразимо структурну схему ЦАП на основі матриці типу R-2R.

Рисунок 4.1– Cхема ЦАП на основі матриці R-2R резисторів

До складу схеми входять: R, 2R – матриці резисторів; Е₀ – джерела стабілізованої опорної напруги; A1 – комутатор; A2 – суматор зважених струмів на ОП, R₀ – вихідний опір, U_вих – вихідна напруга.

При нульовому вхідному числі N = {00000000} всі ключі К¹ закриті, а К⁰ відкриті. Тому виходи резисторів відключені від входу суматора і підключені до нуля. Через це сума струмів на вході суматора теж нульова, через що вихідна напруга дорівнює нулю. Якщо N = {11111111}, то стани ключів змінюються на протилежні: ключі К⁰ закриваються, відключаючи резистори від нуля, а ключі К¹ відкриваються, підключаючи резистори до входу суматора А2. Через це сума струмів на вході суматора максимальна. Проміжні значення вхідного числа {00000000}< N<{11111111} викликають відповідні проміжні пропорційні значення вихідної напруги 0 < U_вих< U_{вих max}.

4.4 Побудова схеми ацп

За умовою вихідних даних курсової роботи зобразимо структурну схему АЦП послідовного наближення.

Рисунок 4.2 – Структурна схема АЦП послідовного наближення

До складу схеми входять: D1– генератор прямокутних імпульсів; D2 – лічильник імпульсів; D5– ЦАП; D6– паралельний регістр; D3, D4 – формувач одиничного імпульсу для запуску регістра D6; А1– аналоговий віднімач; А2– підсилювач-обмежувач; А3– пороговий елемент з гістерезисом, наприклад, тригер Шмітта; А4– відтворювальний пристрій, яким може бути цифровий індикатор, інтерфейс передавання тощо.

Принцип роботи АЦП полягає в зіставленні вхідної напруги U_х з еталонною U₀, послідовному нарощуванні еталонної напруги U₀ та формуванні чисел N₁, N₂ …, N_і , пропорційних аналоговому сигналу, коли еталонна напруга досягає вхідної: U₀ = U_х. Напруги надходять на компаратор, який їх порівнює.

При вхідній напрузі U_х > U₀ кожний імпульс генератора D1 збільшує вміст лічильника D2 на одиницю, через що еталонна напруга U₀ зростає на один крок квантування.

При U₀ = U_х здійснюється відлік показань N₁; N₂ і т.д.

Висновок: в даному розділі для отриманих параметрів, взятих з другого розділу, був проведений вибір та побудовані схеми АЦП та ЦАП. Також були сформовані вимоги та проведені розрахунки параметрів елементів представлених схем, серед яких визначені опорна напруга (В), значення опорів резистивної матриці (кОм) та значення вихідного опору ЦАП (Ом).

ВИСНОВКИ

перетворювач аналоговий цифровий схема

Під час виконання курсової роботи було проведено ряд розрахункових параметрів які необхідні для проектування схем АЦП і ЦАП. Була визначена частота дискретизаціїf_д; інтервал дискретизаціїТ_д;число рівнів квантування L; довжина двійкового коду n; тривалість двійкового символуТ_б;відношення сигнал/шум квантування _кв для розрахованих параметрів АЦП;допустима ймовірність помилки символу р_доп в каналі зв'язку (на вході ЦАП).

Переваги схем ЦАП в статиці і динаміці наступні:

• Відносно невелика похибка перетворення як у динаміці так і у статиці;

• Простота в реалізації;

• Можливість роботи схеми ЦАП в динаміці як у автоматичному так і в ручному режимі.

Недоліком ЦАП на матриці двійково-зважених резисторах є досить значна кількість номіналів - шість. Цей недолік усунений в ЦАП на матриці типу R – 2R.

Перевагою АЦП послідовного наближення є висока роздільна здатність, яка зумовлена відсутністю зворотного зв’язку.

В ході виконання курсової роботи було закріплено основні навички з курсів «Комп’ютерна схемотехніка», «Теорія електричних кіл», «Теорія інформації і кодування» і «Комп’ютерна електроніка».

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Бабич Н.П., Жуков И.А. Основы цифровой схемотехники: Учебное пособие. - М.: Издательский дом «Додэка-XXI», К.: «МК-Пресс», 2007. – 480 с.

2. Процюк Р.О., Корнейчук В.И., Кузьменко П.В., Тарасенко В.П. Компьютерная схемотехника (краткий курс). – К.: «Корнійчук», 2006. – 433 с.

3. Кривуля Г.Ф., Рябенький В.М., Буряк В.С. Схемотехніка: Навч. посібник. – Харків: ТОВ «Компанія СМІТ», 2007. – 250 с.

4. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. В 2-х кн.– М.: Мир, 1984. – 598 с. В.А. Скаржепа, А.Н. Луценко. Электроника и микросхемотехника. К :”Высшая школа”, 1989, кн.1, кн 2.