Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Аналогово-цифровой преобразователь - файл 1.doc


Аналогово-цифровой преобразователь
скачать (233 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc233kb.05.02.2012 10:12скачать

содержание

1.doc





Лабораторная работа №1

Тема: Аналогово-цифровой преобразователь

Цель: построить модель АЦП, изучить его работу, определить граничные параметры.
Задание:

  1. Построить модели АЦП, используя квантование по уровню и времени.

  2. Восстановить аналоговый сигнал из цифрового, полученного на выходе АЦП.

  3. Определить граничную частоту, при которой будет использоваться минималльные ступеньки АЦП.

Исходные данные:

Опорное напряжение Uоп=5 В;

разрядность N=8;

период дискретизации Т=0,01.
Ход работы

1. Построим схему АЦП с пощью блоков:

^ Gain – блок усиления сигнала;

Rounding function – блок для округления сигнала до целых единиц;

Sample and Hold – устройство выборки и хранения. Фиксирует значение сигнала на такт;

Divide – блок деления, умножения;

Rounding function – блок округления до целых единиц;

Pulse Generator – генератор прямоугольного тактового сигнала;

Saturation – нелинейный элемент, выполняющий ограничение величины сигнала.



Рис. 1. Модель АЦП.

Итак, модель АЦП работает

Устройство выборки-хранения вместе с генератором прямоугольных сигналов фактически является сквантователем по времени входного сигнала (вход 1) и задерживают на такт значение сигнала. Частота квантования задаётся в генераторе. А опорное напряжение, которое подаётся на вход 3, задаёт минимальную дискретизацию АЦП по уровню, так как значения входного сигнала делятся на величину опорного напряжения делённого на диапазон АЦП, зависящий от его разрядности. Также он задаёт максимальное значение преобразования. После деления входной сигнал округляется и идёт на ограничитель диапазона вывода, также зависящий от разрядности АЦП.
Для проверки работоспособности АЦП составим следующую модель:


Рис. 2.
На входе подаётся синусоида, на выходе АЦП получаем ступенчатый цифровой сигнал. Сравнение входного аналогового сигнала и сигнала после прохождения через АЦП показаны на рис.3.


Рис. 3.

2.Восстановим из полученного с помощью АЦП цифровойго сигнала аналоговый с помощью цифрового фильтра. Сравним входной и восстановленный сигналы на рис.4:


Рис. 4.
На рис. 4. видно, что графики схожи, есть только небольшой сдвиг по фазе, обусловленный временем фильтрации фильтра. Также нет значений выходного сигнала ниже нуля, так как на выходе АЦП стоит ограничитель, который не пропусмкает значения ниже нуля.
4.

f<= δ/(2*π*A*T);

δ = Uоп/2N =5/256=0.0195=19.5(мВ)

f=0,0195/(2*3,14*1*0,01)=0,310 (Гц).

Проверим эту частоту подставив её как частоту входного сигнала.



Рис.5.

Реальный АЦП
^

AD7823 2.7 В…5.5 В, 5 мкс, 8-ми разрядный АЦП в корпусе microsoic/ dip




Рис. 6. Блок-схема АЦП

Основные параметры


Разрешение,бит

8

^ Частота выборок (макс.),kSPS

200

Каналов,шт

1

Интерфейс

Serial

VIN

от 0 до 5.5

VREF

Ext.

DNL (макс.),+/- LSB

0.5

INL (макс.),+/- LSB

0.5

SNR,дБ

48

THD,дБ

-70

Напряжение питания: AVDD

от 2.7 до 5.5

ICC,мА

3.5

PD,Вт

0.0175

TA,°C

от -40 до 125

Корпус

^ MSOP-8 SOIC-8
Общее описание

AD7823 является быстродействующим, 8-ми разрядным аналого- цифровым преобразователем (АЦП) с низким энергопотреблением и напряжением питания от 2.7 В до 5.5 В. Устройство содержит АЦП последовательного приближения с типичным временем преобразования 4 мкс, встроенной системой выборки/ хранения (УВХ) с псевдодифференциальным входом) и с высокоскоростным последовательным интерфейсом, согласующимся с большинством типов микроконтроллеров. AD7823 полностью специфицирован для эксплуатации в диапазоне температур от -40°С до +125°С.

С помощью алгоритма, производящего выборку состояния сигнала начала преобразования CONVST (активный низкий) в конце каждого преобразования, AD7823 может функционировать в режиме автоматического отключения питания. В данном режиме, AD7823 автоматически отключается по окончании преобразования и включается в начале нового цикла преобразования. Данная функция обеспечивает значительное сокращение энергопотребления устройства при низких скоростях преобразования. AD7823, также, может работать в высокоскоростном режиме без автоматического отключения в промежутках между преобразованиями. В данном режиме время преобразования AD7823, типично, составляет 4 мкс. Максимальная пропускная способность зависит от скорости последовательного интерфейса микроконтроллера.

ИС выпускается в малогабаритном пластиковом корпусе шириной 0.3 дюйма типа 8-lead mini- DIP, а также в корпусах 8-lead SOIC и в 8-lead microSOIC.

Отличительные особенности:

  • 8- ми разрядный АЦП с временем преобразования 4 мкс

  • Малогабаритный корпус типа 8-lead microSOIC

  • Диапазон эксплуатационных температур от -40°С до +125°С

  • Встроенная функция выборки/ хранения (УВХ)

  • Диапазон напряжения питания: от 2.7 В до 5.5 В

  • Спецификации для напряжений питания 2.7 В…5.5 В и 5 В±10%

  • Совместимый с микроконтроллером, последовательный интерфейс

  • Дополнительная функция автоматического отключения питания

  • Низкое энергопотребление:

    • 570 мкВт при 10 К выборок/с

    • 2.9 мВт при 50 К выборок/с

  • Диапазон входного аналогового сигнала: от 0 В до VREF

  • Диапазон входного сигнала ИОН: от 0 В до VDD

  • Возможность замены на 10-ти разрядную версию AD7810

Области применения:

  • Экономичные, портативные приложения ручного применения

  • Приложения с потребностью в 8-ми разрядном А/Ц преобразовании:

  • Тестовое оборудование с автономным питанием

  • Коммуникационное оборудование с автономным питанием

Вывод: в ходе выполнения данной лабораторной работы была построена модель АЦП, а так же была проведена её работоспособность. Построенная модель АЦП работает правильно, так как результирующие графики, а именно входной и выходной восстановленный сигналы практически совпали.




Скачать файл (233 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации