Разработка и проектирование параллельно-последовательного аналого-цифрового преобразователя. Выбор основных элементов электрической схемы устройства, анализ его метрологических характеристик. Электрическое и функциональное моделирование схемы системы.
При низкой оригинальности работы "Параллельно-последовательный аналого-цифровой преобразователь", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
Современный компьютер с успехом может заменить стандартные измерительные и регистрирующие приборы, такие как вольтметры, самописцы, осциллографы, спектроанализаторы и т.п. Единственным ограничением на пути использования компьютера в области измерений и регистрации аналоговых сигналов является то, что компьютер не способен принимать аналоговые данные, так как является полностью цифровым устройством. Для решения этой проблемы существуют специализированные устройства - Аналого-Цифровые Преобразователи (АЦП), которые осуществляют преобразование аналоговых сигналов в цифровую форму. АЦП имеют аналоговые входы для подключения источников сигналов и цифровые выходы для передачи преобразованных данных в компьютер.В качестве примера на рисунке 1 представлена схема двухступенчатого 8-разрядного АЦП. Верхний по схеме АЦП осуществляет грубое преобразование сигнала в четыре старших разряда выходного кода. Цифровые сигналы с выхода АЦП поступают на выходной регистр и одновременно на вход 4-разрядного быстродействующего ЦАП. Остаток от вычитания выходного напряжения ЦАП из входного напряжения схемы поступает на вход АЦП2, опорное напряжение которого в 16 раз меньше, чем у АЦП1. Различие между АЦП1 и АЦП2 заключается прежде всего в требовании к точности: у АЦП1 точность должна быть такой же как у 8-разрядного преобразователя, в то время как АЦП2 может иметь точность 4-разрядного.Рассмотрим прототип (рисунок 1) и проанализируем один такт его работы. Согласно ТЗ, проектируемое устройство должно работать в автоматическом режиме.Проведем назначение требований узлам функциональной схемы (рисунок 3) в соответствии с техническим заданием. Для всякого преобразователя аналоговой величины в код расчет структуры начинается с определения числа уровней квантования Nx max или числа разрядов n АЦП: Nx max = Xm / ?k, (1) где Xm - максимальное значение входной величины; Разрядность АЦП n определяется как: n=LOGANX max, (2) где а - основание системы счисления АЦП. Суммарную погрешность устройства представим двумя составляющими: , (3) где ?мет - погрешность метода, реализуемого в устройстве (преобразования аналоговой величины в дискретную); Для разделения суммарной погрешности на методическую и инструментальную, на основе знания возможностей и параметров современной функциональной и элементной базы электронных устройств, распределим суммарную погрешность следующим образом: ;Рисунок 4 - Схема генератора стробимпульсов Рассчитаем сопротивления для источника опорного напряжения первого АЦП (Uвых=1736 МВ): R2= (Uвых - Uct) /Івых= 1,264/0,005=252,8 Ом (12) R3=Uвых/Івых= 2/0,005=347,2 Ом (13) Рассчитаем сопротивления для источника опорного напряжения первого АЦП (Uвых=52,5 МВ): R2= (Uвых - Uct) /Івых= 1,264/0,005=589,5 Ом (15) R3=Uвых/Івых= 2/0,005=10,5 Ом (16)В ходе выполнения курсового проекта был разработан параллельно-последовательный аналого-цифровой преобразователь, соответствующий требованиям технического задания.
План
Содержание
Реферат
Введение
1. Анализ и выбор направления проектирования
1.1 Анализ современного состояния научно-технического уровня по тематике проектирования
1.2 Выбор и обоснование направления проектирования
2. Выбор и расчет электрической схемы
2.1 Расчет функциональной схемы
2.2 Расчет электрической схемы
Заключение
Список использованных источников
Введение
Современный компьютер с успехом может заменить стандартные измерительные и регистрирующие приборы, такие как вольтметры, самописцы, осциллографы, спектроанализаторы и т.п. Преимущества компьютера перед аналоговыми измерительными приборами поистине грандиозны: - огромная вычислительная мощность;
- неограниченные возможности обработки и анализа данных;
- богатейшие возможности по представлению данных;
- удобство и универсальность хранения данных;
- легкая адаптация к условиям измерений и исследований;
- настраиваемый пользовательский интерфейс;
- возможность быстрого обновления и расширения.
Единственным ограничением на пути использования компьютера в области измерений и регистрации аналоговых сигналов является то, что компьютер не способен принимать аналоговые данные, так как является полностью цифровым устройством. Для решения этой проблемы существуют специализированные устройства - Аналого-Цифровые Преобразователи (АЦП), которые осуществляют преобразование аналоговых сигналов в цифровую форму. АЦП имеют аналоговые входы для подключения источников сигналов и цифровые выходы для передачи преобразованных данных в компьютер. Компьютер, оснащенный программным обеспечением, осуществляет управление устройствами АЦП и принимает данные для последующей обработки и анализа.
Последовательно-параллельные АЦП являются компромиссом между стремлением получить высокое быстродействие и желанием сделать это по возможности меньшей ценой. Последовательно-параллельные АЦП занимают промежуточное положение по разрешающей способности и быстродействию между параллельными АЦП и АЦП последовательного приближения. аналоговый цифровой преобразователь
Вывод
В ходе выполнения курсового проекта был разработан параллельно-последовательный аналого-цифровой преобразователь, соответствующий требованиям технического задания.
Был проведен анализ справочной литературы, в ходе которого были найдены аналоги и прототип, на основе которого и был разработан данный АЦП.
Опираясь на [6] и [7] были составлены функциональная и принципиальная схемы функционального генератора.
С помощью ППП Micro Cap 8 был проведен анализ одного из узлов схемы - ИОН, подтвердивший правильность подбора отдельного компонента данного устройства.
