МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ КІСіТ КНЕУ ім. В. Гетьмана Лабораторна робота №1 з предмету: "Методи та засоби комп’ютерних інформаційних технологій” за ІІ семестр 2010-2011 н.р. Тема: ДОСЛІДЖЕННЯ РОБОТИ ЦАП І АЦП. Київ-2010 МЕТА РОБОТИ: Виведення функціонального призначення мікросхем КР572ПА2, КР572ПВ1. Отримання навиків у експерементальному дослідженні роботи мікросхем ЦАП і АЦП. 2. КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ: Аналого-цифровий перетворювач являє собою пристрій для перетворення величини, що змінюються у часі, у відповідні значення числових кадрів. Перетворення здійснюється через певний інтервал часу. Тд, який визначається необхідною частотою дискретизації
вхідного аналогового сигналу у конкретній цифровій радіоприймальній системі. Кількісний зв'язок між аналоговою величиною й і відповідною їй цифровою величиною z, яка характеризує алгоритм квантування, має вигляд: z=(и – δ й)/∆и, де ∆и - відкрок квантування є аналоговий елемент одиниці молодшого розряду коду; δй - похибка перетворення на даному кроці. Основні параметри АЦП можна розділити на дві групи: характеризуючу статичну та динамічну точність. Параметри, які характеризують статичну точність, визначають роботу АЦП при дискретизації квазіпостійних фізичних величин. До цих параметрів відносяться: похибка квантування; інструментальна похибка; часова нестабільність - це здібність АЦП зберігати статичну точність на протязі відповідних інтервалів часу; дозволяюча здатність - це здібність АЦП розрізнювати два значення вхідного сигналу, характеризує потенційні можливості АЦП з точки зору досяжної точності; діапазони вимірювальних величин - максимальні та мінімальні для даного АЦП значення вимірювальної величини; вхідний опір - характеризує міру впливу входа АЦП на вимірювальну величину. Якщо вхідний опір не великий та сумісний з опором джерела сигналу 1 він не є постійним, то це може призвести до появи додаткових похибок. Тому до величини вхідного опору пред'являють жорсткі вимоги до постійної 1 величини. Поява динамічних похибок пов'язана з дискретизацією сигналів, які змінюються з часом. До параметрів, що характеризують динамічну точність відносяться: частота дискретизації, час перетворення, час вибірки (стробування). Частота дискретизації - це частота
, з якою здійснюється утворення дискретних значень сигнала. Час перетворення Тпр - час, який відраховує від початку перетворення до появи на виході коду, відповідного даній вибірці. Час вибірки Тв (стробування) - час, на протязі якого здійснюється поява одного вибраного значення, Рис. 1.
Рис.1 За принципом дії АЦП поділяються на послідовні та послідовно-паралельні. Найбільше розповсюдження отримали АЦП послідовного приблизно послідовного рахування з подвійним інтегруванням та перетворювачі зчитування. Цифро-аналоговий перетворювач являє собою пристрій для декодування вхідних величин, представлених числовими кодами, у відповідні їм значення вихідного струму чи напруги. Кількісний зв'язок між вхідною числовою величиною z та її аналоговим еквівалентом й для ЦАП має вигляд:
, де
- аналоговий еквівалент Ед.М;
- похибка перетворення. Перетворення з ЦАП повинно закінчуватися за час, на багато менший інтервалу між змінами числових кодів на виході ЦАП. Основними параметрами ЦАП є: - абсолютна похибка перетворення. Абсолютна похибка вимірюється водиницях мВ або відсотках від максимальної вхідної напруги; - нелінійність - відносне відхилення дійсної характеристики перетворення відідеальної лінійної залежності. Нелінійність вимірюється у відсотках. диференційна нелінійність (характеризує відхилення різниці двох аналогових сигналів, відповідних сусіднім кодам, від значення відстані квантування; час встановлення - інтервал часу від подачі вхідного коду до входження вихідного сигналу (струму, напруги) в межах заданого відхилення від встановившогося значення. ЦАП можна розділити на перетворювачі з прямим та з проміжним перетворюванням. ЦАП ...