Кодоимпульсный аналого-цифровой преобразователь

Пояснительная записка

к курсовому проекту

по дисциплине «Электротехника и электроника»

«Кодоимпульсный аналого-цифровой преобразователь»

Принял: Преподаватель

______________________

подпись, дата

Выполнил: студент

гр.

_______________________

подпись, дата

Омск –


Реферат

Пояснительная записка 18 с., 8 рис., 6 табл., 12 источников

СЧЕТЧИК, ЦАП, КОМПАРАТОР, РЕГИСТР, ЛОГИЧЕСКАЯ МИКРОСХЕМА, операционный усилитель.

Цель работы – разработка кодоимпульсного аналого-цифрового преобразователя с возможностью считывания результатов в ЭВМ, работающего в автоматическом режиме и имеющей большое входное сопротивление.
Содержание

Введение.. 6

1 Расчет на структурном уровне.. 7

1.1 Распределение погрешностей. 8

1.2 Счетчик. 8

1.3 Опорный генератор. 8

1.4 Компараторы.. 8

1.5 ЦАП.. 9

2 Расчет электрической схемы... 10

2.1 Выбор схемы.. 10

2.2 Выбор элементов схемы.. 10

3 Анализ метрологических характеристик.. 15

4 Электрическое моделирование.. 17

Список литературы... 19

Введение

Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) – устройство, осуществляющее преобразование непрерывно изменяющегося аналогового сигнала в цифровой код.

В кодоимпульсном АЦП дискретизация происходит по величине напряжения. Метод преобразования характеризуется наличием нескольких мер, равных числу разрядов кода; комбинации мер по логической программе сравниваются с измеряемой величиной [6].
1 Расчет на структурном уровне

В основе проектирования АЦП было положено кодоимпульсное преобразование, реализующее следящее уравновешивание.

В качестве базовой была взята схема из [6], реализующая выбранный метод преобразования. Эта схема, несколько преобразованная, изображена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Преобразованная схема АЦП

Порядок следования сигнала следующий: на входы операционного усилителя подается входное напряжение и, компенсирующее его, напряжение с ЦАП (при этом усилитель в зависимости от разности напряжений может работать и в своем основном режиме и в режиме насыщения, алгоритм работы такой, что разностный сигнал удерживается в пределах разрешающей способности АЦП). Далее с помощью двух компараторов и схемы 2ИЛИ происходит определение режима изменения кода в зависимости от полярности сигнала. После этого сигнал подается на счетчик, который выполняет тактирование (по входу С) , при этом счетчик работает только тогда, когда с блока управления есть разрешающий сигнал (по входу R). Далее используя ЦАП, сигнал преобразуется в напряжение и выводится для сравнения с заданным входным. Процесс повторяется снова.

Таким образом, по истечению времени преобразования, в счетчике мы получим требуемое значение.

1.1 Распределение погрешностей

Исходя из требований ТЗ погрешность АЦП не должна превышать 1%. За максимальную методологическую погрешность (прежде всего погрешность дискретности) взята

δ_м =0.25%

Отсюда на приборную погрешность приходится:

δ_п =1% - δ_м =0.75%

По основной цепи преобразования распределение погрешности представлено в Таблице 1

Таблица 1

Элемент	Допустимая погрешность
Усилители	≤0.01%
Компараторы	≤0.01%
Схема И-НЕ	~0%
Схема ИЛИ	~0%
Счетчик	~0%
АЦП	0.1%

1.2 Счетчик

В качестве счетчика берется двоичный реверсивный счетчик. Его разрядность определяется исходя из величины методологической погрешности (δ_м )

Вначале определяется ступень квантования:

Δ=0.0025*10=0.025

Соответственно емкость счетчика высчитывается следующим образом:

(1)

Отсюда разрядность счетчика N=9 (наименьшая целая степень двойки при которой получается число покрывающая емкость счетчика).

1.3 Опорный генератор

Частота опорного генератора высчитывается по формуле из [6]:

МГц (2)

1.4 Компараторы

В связи с заданием ступени квантования важно определить для компаратора опорное напряжение и максимальную ширину зоны неопределенности, это можно сделать по формуле 3 из [6].

(3)

(4)

1.5 ЦАП

ЦАП в схеме должен быть девяти разрядным. Согласно [3] такой ЦАП в униполярном режиме не поддерживается стандартом. Поэтому в данной схеме берется десятиразрядный ЦАП, после которого строится усилительная схема для соответствия входных активных разрядов и выходных напряжений, а также умножения напряжения.

Так, если при 10 разрядах напряжение было U_max =1В, то

(5)

В тоже время максимальное выходное напряжение должно соотносит

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать