48575

Кодирующие и декодирующие преобразователи

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

АЦП параллельного преобразования состоит из массива компараторов, прецизионного резистивного делителя, D триггеров и приоритетного шифратора.

Русский

2014-03-25

53.24 KB

6 чел.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение  высшего профессионального образования

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет

Факультет управления и информационных технологий

Отчет по лабораторной работе №5

Дисциплина: Архитектура вычислительных систем и оболочек

Тема: Кодирующие и декодирующие преобразователи.

Выполнил:

Студент группы 3241/1

Андрианов Роман Дмитриевич

Проверил:

Вербова Н. М.


Цель работы 

Изучение принципов действия цифро-аналоговых и аналого-цифровых преобразователей.

Программа работы:

1. Синтезировать схему АЦП параллельного преобразования.

2. Ввести схему АЦП и проверить ее работу.

3. Синтезировать схему АЦП последовательного приближения.

4. Ввести схему АЦП и проверить ее работу.

5. Снять осциллограммы напряжений.


Синтез АЦП параллельного преобразования на 2 разряда.

АЦП параллельного преобразования состоит из массива компараторов, прецизионного резистивного делителя, D триггеров и приоритетного шифратора.

Количество компараторов, как и количество D триггеров, обеспечивающих исключение влияния на результат разброса временной задержки компараторов, определяется по формуле:  2n-1 , где n – количество разрядов АЦП. Для 2-х разрядного АЦП требуется:   22-1= 3 компараторов.

Для синтеза приоритетного шифратора необходимо составить таблицу состояния приоритетного шифратора:

х2

х1

х0

Q1

Q0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

1

0

1

1

1

0

1

1

1

1

1

Функция приоритетного шифратора в аналитической форме:

y1 = ¬x2*x1* x0  + x2*x1* x0 = x1* x0 ;

y0 =  x2 + ¬x2*¬x1* x0  

 

Рис. 1 Схема АЦП параллельного преобразования на 2 разряда

Синтез АЦП последовательного приближения на 2 разряда.

АЦП последовательного приближения состоит из четырёх основных узлов: компаратора, устройства управления, регистра последовательного приближения (РПП) и ЦАП.

После подачи команды "Пуск" с приходом первого тактового импульса РПП принудительно задает на вход ЦАП код, равный половине его шкалы (в нашем случае для 2-разрядного ЦАП это 1016 = 210). ЦАП преобразует этот код в напряжение Uос. Компаратор сравнивает Uос с входным напряжением и, если входное напряжение больше,  то на выходе компаратора устанавливается 1, если меньше, то 0.

В этом последнем случае схема управления должна переключить старший разряд  обратно в состояние нуля.  Далее принудительно устанавливается в 1младший разряд и действия повторяются.

ЦАП может быть двух видов: c матрицей R-2nR и c матрицей R-2R. Чаще используется матрица R-2R, т.к. в матрице R-2nR  резисторы сильно отличаются по величине и должны быть очень точно подобраны. Но для нашего случая нужны резисторы только 2-х видов  (R и 2R) и в матрице R-2nR и в матрице R-2R, а, т.к. в ЦАП c матрицей R-2nR элементов меньше, то будем использовать её.

Состояния регистра последовательного приближения (оптимально использовать R-S триггеры):

P

C1

C2

C3

C4

K

Q1

Q0

1

0

0

0

0

-

0

0

1

1

0

0

0

-

1

0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

1

1

0

0

0

0

1

0

-

x

1

0

0

0

0

1

0

x

0

0

0

0

0

1

1

x

1

0

0

0

0

0

-

x

x

, где x – сохранение предыдущего значения

Рис. 2 Схема АЦП последовательного приближения на 2 разряда

Вывод

В ходе работы я синтезировал схему АЦП параллельного преобразования. Ввёл её в Electronic Workbench и проверил работу. Ошибок не выявлено. Синтезировал схему АЦП последовательного приближения и проверил её работу. Ошибок не выявлено.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

1112. Кремниевый стабилитрон 65.5 KB
  Процессы в p-n переходе при обратном напряжении. Энергетическая диаграмма p-n перехода при больших концентрациях. Пробои p-n перехода. ВАХ кремниевого стабилитрона. Характеристика стабилизатора.
1113. Импульсные диоды 38.5 KB
  Процессы в импульсном диоде. Работа импульсного диода. Материалы с высокой подвижностью носителей. Пример применения импульсного диода. Форма напряжения на нагрузочном сопротивлении.
1114. Использование варикапа 49.5 KB
  Основная характеристика варикапа и эквивалентная схема. Структура варикапа. Допустимое обратное напряжение.
1115. Туннельный диод 54 KB
  Энергетическая диаграмма вырожденного p-n перехода. Вольт-амперная характеристика туннельного диода. Генератор на туннельном диоде. Отрицательное динамическое сопротивление на падающем участке. Координаты точки пика и впадины.
1116. Применение варистора 36.5 KB
  Вольт-амперная характеристика варистора. Допустимая рассеиваемая мощность. Нелинейное полупроводниковое сопротивление. Множество хаотически расположенных p-n переходов.
1117. Полевые транзисторы 128.5 KB
  В полевых транзисторах применяется полевой принцип управления, малый уровень шумов, улучшение температурная стабильность параметров, повышение радиационной стойкости. Канал полевого транзистора. Стоковые (выходные) характеристики транзистора. Включение источников к полевому транзистору. Полевой транзистор Шоттки.
1118. Биполярные транзисторы 125.5 KB
  Принцип работы биполярного транзистора. Токи в транзисторе. Вольт–Амперные характеристики транзистора. Входные характеристики транзистора ОЭ. Эффект модуляции ширины базы. Выходные характеристики транзистора. Эквивалентная схема транзистора в h параметрах. Схема замещения транзистора в физических параметрах.
1119. Проблема температурной стабилизации транзисторов 348 KB
  Энергетическая диаграмма n полупроводника. Температурный дрейф выходной характеристики. Эмиттерная стабилизация режима. Коллекторная стабилизация режима. Характеристика терморезистора и его графическое обозначение. Термостабилизация режима терморезистором. Динамический режим работы транзисторов.
1120. Принципы использование тиристоров 108 KB
  Принцип действия тиристора. Полупроводниковые источники света. Светоизлучающие диоды. Механические колебания диодов кристаллической решетки. Характеристики СИД. Полупроводниковый лазер. Система зеркал – оптический резистор.