начало (СКЕ 2005) - circuit-fantasia.com - кратък построителен курс

ЛАБОРАТОРНО УПРАЖНЕНИЕ 5

Цифрово-аналогови преобразуватели

1. Въведение. На досегашните лабораторни занятия изследвахме всевъзможни аналогови схеми - пасивни, активни, с обратна връзка. Днешното и следващото лабораторно занятие са посветени на комбинираните цифрово-аналогови схеми (ЦАП и АЦП). Верни на построителния подход, ние пак ще ги ги изграждаме последователно от по-простите, елементарни градивни блокчета, които изследвахме досега и като прилагаме успешно феномена на отрицателната обратна връзка ще ги правим почти идеални.

2. Идеята на цифрово-аналоговото преобразуване. Първо ще извлечем операцията цифрово-аналогово преобразуване от множество примери. За да илюстрирам най-популярната тегловна аналогия ще ви демонстрирам и една занимателна програмка, наречена образно "жив ЦАП". С нейна помощ ще правим цифрово-аналогово преобразуване едновременно в "тегловен" и електрически вид. Така постепенно ще стигнем до идеята, че цифрово-аналоговото преобразуване е просто едно сумиране на еталонни величини или материализиране на един абстрактен цифров код. Накрая ще построим блоковата схема на един цифрово-аналогов преобразувател.

3. Цифрово-аналогов преобразувател. Като използваме най-общата блокова схема ще построим един конкретен 8-разряден електрически ЦАП от резистивна матрица R-2R (набор от еталонни източници на ток), токов суматор и активен преобразувател ток-напрежение. След това ще го изследване при различни стойности на опорното напрежение VREF и променлив цифров код. Дори ще снемаме предавателната характеристика на схемата при различни стойности на VREF с помощта на подходяща програмка. След всичко това би трябвало да ви стане съвършенно ясно каква е функцията на опорното напрежение и върху какво влияе неговата стойност.

Ще експериментираме два варианта на схемата, наречени 2-квадрантен и 4-квадрантен умножител (защо?).

4. Програмируем усилвател. Сега ще направим обратното като изследване схемата при променливо входно напрежение VIN и постоянен цифров код. Така ще получим схемата на един преобразувател напрежение-напрежение с цифрово-управляван коефициент на предаване. Ще снемем предавателната му характеристика като използваме командата CTRL X (предавателна характеристика) за генериране на линейно изменящо се напрежение в целия обхват и ще разсъждаваме каква е функцията на цифровия код и върху какво влияе неговата стойност. Тук някои от вас вероятно ще се досетят, че всъщност не правим нищо ново (просто изследваме добре познатата ни схема на инвертиращ усилвател).

5. Аналогово-цифров умножител. Резултатите от предните два експеримента ще обобщим като достигнем до идеята, че това всъщност е устройство с два входа, което умножава техните стойности. Така ще си обясним и името умножаващ ЦАП.

6. Аналогово-цифров делител. Занятието ще завършим с една малко странна схема, при която ще свържем матрицата R-2R между изхода на операционния усилвател и инвертиращия му вход. Опитайте се да си обясните резултатите от изследването на схемата.

 


 

Очаквам вашите мнения, предложения, въпроси и отговори на адрес cyril@circuit-fantasia.com.

Последна редакция April 29, 2005

 

eXTReMe Tracker