Идеальная передаточная характеристика АЦП

Дата: 2025-06-14; Просмотры: 6

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

Передаточная характеристика АЦП – это функция зависимости кода на выходе АЦП от напряжения на его входе. Такой график (рис. 6.6) представляет собой кусочно-линейную функцию из 2^N ступеней, где N – разрядность АЦП. Каждый горизонтальный отрезок этой функции соответствует одному из значений выходного кода АЦП. Если соединить линиями начала этих горизонтальных отрезков, то идеальная передаточная характеристика будет представлять собой прямую линию, проходящую через начало координат.

Рис.6.6. Передаточная характеристика для 3-х разрядного АЦП

Рис. 6.6 иллюстрирует идеальную передаточную характеристику для 3-х разрядного АЦП с контрольными точками на границах перехода кода. Выходной код принимает наименьшее значение (000) при значении входного сигнала от 0 до 1/8 полной шкалы. АЦП достигнет значения кода полной шкалы (111) при 7/8 полной шкалы.

Из-за технологического разброса параметров при изготовлении интегральных микросхем реальные АЦП не имеют идеальной передаточной характеристики. Отклонения от идеальной передаточной характеристики определяют статическую погрешность АЦП и приводятся в технической документации.

На рис. 6.7 приведена схема параллельного АЦП в EWB.

Компараторы VR1-VR7 сравнивают входное напряжение U_вход с индивидуальным опорным напряжением U_опор. сформированного на резистивном делителе R1-R7. Дешифратор U12 (74148) преобразует (2³ – 1) – разрядное цифровое слово с выходов компараторов в двоичный 3-х разрядный код U11.

Рис. 6.7. Схема параллельного АЦП в EWB

Рис. 6.8. Осциллограммы входных сигналов АЦП рис. 6.7

Контрольные вопросы

1. По какому закону выбираются сопротивления в ЦАП с весовыми резисторами?

2. Собрать схему рис. 6.1. Рассчитайте коэффициент усиления напряжения ОУ и выходное напряжение ЦАП в схеме на рис. 6.1 для случая, когда в положение, соответствующее логи­ческой единице, установлен только переключатель С/D/B/A и D/ C и B. Результаты расчета проверьте на модели.

3. Получите выражение для расчета выходного напряжения ЦАП в общем виде и проверьте его на модели.

4. Замените переключатели А, В, С, D программными переключателями (реле времени), имитирующими последовательное во времени с интервалом 5 с появление кодовых комбинаций 0001, 0011, 0111 и 1111.

5. Чем отличается ЦАП лестничного типа от ЦАП с весовыми резисторами?

6. Собрать схему рис. 6.2. С помощью формулы (1) рассчитайте выходное напряжение ЦАП на рис. 6.1 для всех 16 комбинаций переключателей А, В, С, D и сравните полученные результаты с результатами моделирования.

7. Замените переключатели А, В, С, D в схеме на рис. 6.2 программными переключателями, имитирующими последовательное во времени с интервалом 5 с проявление кодовых комбинаций 0001, 0010, 0100 и 1000.

8. Используя формулу (1) и результаты моделирования, рассчитайте эквивалентное напряжение U_on для схемы на рис. 6.3.

9. Что из себя представляет АЦП параллельного преобразования, чем определяется быстродействие АЦП, в каких устройствах его целесообразно использовать?

10. Проверьте работоспособность схемы на рис. 6.7, от U_опор 8V
(U_опор 6V) меняйте U_вход в диапазоне 1V; 2V; 3V; 4V; 5V и т. д.
Постройте график передаточной характеристики рис. 6.6.

11. Выводы о полученных результатах.

ЛИТЕРАТУРА

1. Алексеенко, А. Г. Микросхемотехника: учеб. пособие для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. / А. Г. Алексеенко, И. И. Шагурин. – М.: Радио и связь, 1990. – 496 с.

2. Зельдин, Е.А. Цифровые интегральные микросхемы в информационно-измерительной аппаратуре / Е. А. Зельдин. – Л.: Энергоиздат,
Ленингр. отд-ние, 1986. – 280 с.

3. Красноголовый, Б. Н. Лабораторный практикум по курсу «Цифровая электроника» / Б. Н. Красноголовый. – Минск: БГУ, 1990. – 117 с.

4. Мулярчик, С. Г. Интегральная схемотехника (функционально-логический уровень) / С. Г. Мулярчик. – Минск: БГУ, 1983. – 189 с.

5. Миловзоров, В. П. Элементы информационных систем: учеб. для вузов / В. П. Миловзоров. – М.: Высш. шк., 1989. – 440 с.

6. Гришин, Ю. П. Проектирование импульсных и цифровых устройств радиотехнических систем: учеб. пособие / Ю. П. Гришин и [др.]; под ред. Ю. М. Казаринова. – М.: Выс. шк., 1985. – 319 с.

СОДЕРЖАНИЕ

Учебное издание

Садов Василий Сергеевич

Щетько Николай Николаевич

ИНТЕГРАЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОНИКА

Лабораторный практикум
для студентов специальностей:

1-31 04 02 «Радиофизика»,

1-31 04 03 «Физическая электроника»,

1-31 04 04 «Аэрокосмические радиоэлектронные
и информационные системы и технологии»,

1-98 01 01 «Компьютерная безопасность»

направление специальности: 1-98 01 01-02 «Радиофизические
методы и программно-технические средства»,

1-31 03 07 «Прикладная информатика»

направление специальности: 1-31 03 07-02 «Информационные
технологии телекоммуникационных систем»

В авторской редакции

Ответственный за выпуск Н. Н. Щетько

Подписано в печать 04.09.2014. Формат 60´84/16. Бумага офсетная.

Усл. печ. л. 3,02. Уч.-изд. л. 2,12. Тираж 50 экз.

Белорусский государственный университет.
Свидетельство о государственной регистрации издателя,
изготовителя, распространителя печатных изданий
№ 1/270 от 03.04.2014.
Пр. Независимости, 4, 220030, Минск.

Отпечатано с оригинал-макета заказчика

на копировально-множительной технике

факультета радиофизики и компьютерных технологий

Белорусского государственного университета.

Ул. Курчатова, 5, 220064, Минск.