1.5. Построение функциональных генераторов на базе цап.
Цифро-аналоговые преобразователи позволяют создавать различные варианты схем функциональных генераторов для таблично заданных (сеточных) функций вида y = f(t). Действительно, разобьем отрезок изменения аргумента t на равные части и составим таблицу значений функции в этих точках. Эти значения представим наиболее близкими к ним числами в двоичном коде. Для получения двоичного кода значений функции необходимо ее пронормировать на величину опорного напряжения ЦАП.
Значения функции y = sin (t) на отрезке 0˚ – 90˚ представлены в Таблице 3.
Таблица 3.
Значения функции y = sin (t)
t, град |
sin (t) |
X7 |
X6 |
X5 |
X4 |
X3 |
X2 |
X1 |
X0 |
0 |
0.0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
10 |
0.1736 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
20 |
0.3420 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
30 |
0.5 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
40 |
0.6428 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
50 |
0.7660 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
60 |
0.8660 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
70 |
0.9397 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
80 |
0.9848 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
90 |
1.0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
Рис. 6. Схема функционального генератора на базе ЦАП.
Функциональный генератор (рис. 6) содержит 8-ми разрядный ЦАП, цифровые входы которого подключены к Генератору двоичных слов (на схеме вверху). К выходу ЦАП и выходу синхронизации Генератора слов подключен двухлучевой осциллограф. К ЦАП подключены источники опорного напряжения: + 5 В и – 5 В.
В Генератор двоичных слов занесены двоичные слова из Таблицы 3. Эти слова по очереди в постоянном темпе выводятся на входы ЦАП. В результате на экране осциллографа строится ступенчатая функция (красный цвет), аппроксимирующая заданную функцию y = sin (t). Синим цветом внизу экрана показаны синхроимпульсы.
Понятно, что для повышения точности реализации заданной функции необходимо уменьшить шаг или, что тоже самое, увеличить число значений функции в таблице. Для реализации такой схемы необходимо использовать ПЗУ достаточной емкости.
1.5.1. Анализ работы функционального генератора на базе ЦАП при помощи САПР.
1. Выберете в меню Files команду Open. В появившемся диалоговом окне откройте файл Z21_04.ewb, в котором представлена схема экспериментального исследования функционального генератора на базе 8-ми разрядного ЦАП.
2. Откройте изображения Генератора слов и осциллографа (если их изображения скрыты), два раза щелкнув мышкой.
3. Запустите процесс моделирования при помощи выключателя в правом верхнем углу экрана. Наблюдайте график функции, который строится на экране осциллографа.
4. Остановите процесс моделирования при помощи выключателя.