Технічне завдання
Таблиця 1. Спроектувати і розрахувати аналого-цифровий перетворювач (АЦП) з накопиченням (АЦП рахунку), що має наступні характеристики:
ВаріантВходной сігналВиходной сігналКол-во разрядовМаксімальное час преобразованіяІндікація3-20 + 10ВДвоічний1020 мснет
1. Розрахувати тактову частоту.
2. Визначити помилку перетворення.
. Розробити повну принципову схему АЦП.
. Побудувати графіки.
Введення
Аналого-цифрові перетворювачі (АЦП) - пристрої, що перетворюють вхідні аналогові сигнали у відповідні їм цифрові сигнали.
АЦП діляться на послідовні, паралельні і послідовно-паралельні. Послідовні АЦП можна розділити на АЦП рахунку і АЦП порівняння (порозрядного кодування). Спроектуємо і розрахуємо АЦП рахунки
Принцип роботи АЦП полягає у порівнянні вхідної напруги, що подається на один із входів компаратора, з послідовно наростаючим еталонним напругою, що являє собою суму квантів, які визначають похибка перетворення. Ступеневу напругу формується за допомогою лічильника і ЦАП. Лічильник послідовно змінює свій стан, починаючи з моменту обнулення, відповідного початку операції перетворення. Через k кроків у момент часу збіги еталонного напруги з вхідною напругою (з точністю до рівня квантування) схема порівняння (компаратор) виробляє імпульс, який зупиняє лічильник шляхом подачі замикаючого сигналу з тригера на схему збіги, проникну на лічильник імпульси тактового генератора. Проходження імпульсів (а, отже, і рахунок) припиняються. Цей момент часу відповідає закінченню операції перетворення. Похибка перетворення в такій схемі дорівнює, Діапазон перетворень визначається розрядністю ЦАП, т.к максимально допустиме значення вхідної напруги.
1. Розрахункова частина
.1 Розрахунок тактової частоти
Тактову частоту можна знайти з формули
,
де - час перетворення, тобто інтервал часу від моменту заданого виміру сигналу на вході АЦП до появи відповідного стійкого (усталеного) коду на його виході.
n - кількість розрядів,
- тактова частота.
Таким чином
.2 Визначення помилки перетворення
Помилку перетворення можна визначити з відношення вхідної напруги до ємності лічильника:
.3 Розрахунок параметрів електронної ланцюга
Для того щоб вибрати стандартні резистори необхідно окрім величини опору знати ще й потужність, на яке розраховане опір. Струм візьмемо максимально можливим
цифровий перетворювач тригер генератор
2. Розробка повної принципової схеми
. 1 Вибір стандартних резисторів
У довіднику по резисторам вибираємо стандартні резистори. [1]
Рис. 2-1 Резистор МЛТ типу
Таблиця 2
Номінальна потужність, ВтДіапазон номінальних опорів, ОмРазмери, ммМасса, г не болееDLld0,1258,2 - 2,26,0200,60,150,258,2 - 3,07,0200,60,25
Резистор типу МЛТ - 0,125 Вт - 3 кОм 10% ГОСТ 7113-66
Резистор типу МЛТ - 0,25 Вт - 10 кОм 10% ГОСТ 7113-66
Резистор типу МЛТ - 0,125 Вт - 390 Ом 10% ГОСТ 7113-66
Резистор типу МЛТ - 0,125 Вт - 180 Ом 10% ГОСТ 7113-66
2.2 Вибір тригера
Мікросхема представляє собою два незалежних D-тригера, що спрацьовують по позитивному фронту тактового сигналу. [7]
Рис. 2-2 Мікросхема К155ТМ2
. 3 Вибір логічного елемента І
Мікросхема К155ЛІ1 являє собою чотири логічних елемента 2И. [7]
Рис. 2-3 Мікросхема К155ЛІ1
. 4 Вибір логічного елемента І-НЕ
Мікросхема К155ЛА3 являє собою чотири логічних елемента 2І-НЕ. [7]
Рис. 2-4 Мікросхема К155ЛА3
2.5 Вибір логічного елемента НЕ
Мікросхема К155ЛН1 являє собою шестеро логічних елементів НЕ. [7]
Рис. 2-5 Мікросхема К155ЛН1
. 6 Вибір лічильника
Мікросхема К155ИЕ5 являє собою двійковий лічильник. Кожна ИС складається з чотирьох JK-тригерів, утворюючи лічильник дільник на 2 і 8. Установчі входи забезпечують припинення рахунку і одночасно повертають всі тригери в стан низького рівня (на входи R0 (1) і R0 (2) подається високий рівень). Вихід Q1 не з'єднається з...
