Практикум по дисциплине «Бортовые цифровые вычислительные устройства и машины» предназначен для курсантов специальности 1-37 04 02 «Техническая эксплуатация авиационного оборудования»
жүктеу/скачать 0.78 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Общие сведения
| Лабораторная работа №7
ИССЛЕДОВАНИЕ АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ Цель работы: изучение зависимостей между аналоговыми сигналами и их цифровыми кодами и точности преобразований, выполняемых аналого-цифровыми преобразователями. Схема для исследования ЦАП Общие сведения На воздушных судах предыдущих поколений для обработки пилотажно-навигационной информации использовались аналоговые вычислительные устройства на основе электронных усилителей. Согласование таких вычислителей с источниками информации выполняется достаточно просто путем выравнивания выходных напряжений и сопротивлений датчиков и входных напряжений и сопротивлений усилителей. Если же вычислителем является цифровое устройство, то требуется согласовать аналоговый выход источника информации (датчика) с цифровым входом приемника информации (вычислителя). Для этого необходимо выполнить аналого-цифровое преобразование выходного напряжения источника информации. Сущность аналогово-цифровых преобразований заключается в том, что измеряемое напряжение Ux сравнивается с опорным напряжением Uоп определенной стабилизированной величины и в зависимости от результатов сравнения вырабатывается цифровой код измеряемого напряжения. Чтобы получить цифровой код, опорное напряжение делится на следующие уровни: Uоп: 2; Uоп: 4; Uоп: 8; …; Uоп: 2n; где n – количество выходных разрядов преобразователя. При этом каждому уровню соответствует один разряд выходного слова аналого-цифрового преобразователя (АЦП): самому высокому уровню – старший разряд, самому низкому уровню – младший разряд выходного слова АЦП. Кроме того, поскольку преобразуемое напряжение Ux может быть, как положительным, так и отрицательным, то на входы АЦП следует подать положительное +Uоп и отрицательное – Uоп опорные напряжения, а один разряд выходного слова преобразователя зарезервировать для указания знака преобразуемого напряжения. Формируется цифровой код следующим образом. Вначале берется самый высокий уровень Uоп: 2 и сравнивается с напряжением Ux. Если Ux больше, чем Uоп: 2, то выходной разряд, соответствующий уровню Uоп : 2, записывается единицей в выходном слове преобразователя, если Ux меньше Uоп: 2 – то нулем. Затем к уровню Uоп: 2 (если записан единицей) добавляется Uоп: 4 и сумма сравнивается с Ux. Если уровень Uоп: 2 записан нулем, то отдельно уровень Uоп: 4 сравнивается с Ux и в зависимости от результата сравнения в разряд, соответствующий уровню Uоп: 4, записывается единица либо ноль. Аналогичные операции выполняются со всеми остальными уровнями опорного напряжения, и в результате формируется выходное слово преобразователя. Данный принцип преобразования реализован в АЦП последовательного приближения (называемых также АЦП поразрядного уравновешивания и называемых по-иному). Имеются также АЦП последовательного счета импульсов в течение периода времени, зависящего от входного преобразуемого напряжения, АЦП с преобразованием входного напряжения в частоту, АЦП двойного интегрирования, последовательно-параллельные, параллельные АЦП и иные. Они отличаются быстродействием, количеством разрядов и точностью преобразования. В лабораторной работе с помощью программы Electronics Workbench исследуется АЦП, построенный на комплементарных МОП-транзисторах типа 4000 с напряжением питания 5 В. К входам АЦП подключены преобразуемое напряжение Ux, положительное + Uоп и отрицательное – Uоп опорные напряжения, источники питания и управляющий вход, снятие сигнала с которого (клавишей пробела) блокирует работу АЦП. К разрядам выходного слова АЦП подключены вольтметры, нулевое напряжение которых соответствует логическому нулю, а напряжение порядка 5 В – логической единице. Знаковый разряд Y7 АЦП обозначен Znak, а остальные разряды обозначены Y6…Y0. жүктеу/скачать 0.78 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|