Описание лабораторного стенда и методические указания

Параллельный АЦП может быть построен по схеме, приведенной на рис. 8.2. Входное напряжение, которое может изменяться в диапазоне от нуля до напряжения источника питания (U _п), представляется на выходах преобразователя в параллельном дополнительном двоичном коде [5].

Для нормальной работы АЦП инверторы-компараторы должны переключаться при напряжении на их входах, равном U _п /2, а выходные напряжения компараторов в устойчивых состояниях должны быть близки к нулю и U _п . Кроме того, компараторы должны обладать высоким входным и низким выходным сопротивлениями.

Перечисленным требованиям удовлетворяют большинство современных ОУ, инвертирующие входы которых подключены к потенциалу U _п /2.

В качестве основы для АЦП можно использовать четверенные КМОП логические элементы «И-НЕ» или «ИЛИ-НЕ». Входное сопротивление такого АЦП около 22 кОм, а время преобразования – не более 300 нс.

 

Порядок выполнения работы

 

1. Собрать схему измерений согласно рис. 8.3.

2. Подать напряжение питания с БП 1 (+9 В).

3. Включить БП 2. Плавно вращая ручку потенциометра, изменять величину входного напряжения на входе АЦП (0…+9 В), при этом визуально наблюдать, как изменяется код на выходе с помощью светодиодов, расположенных на верхней крышке лабораторного стенда. Свечение светодиода означает наличие логической единицы на соответствующем разряде, отсутствие свечения – логического нуля.

4. Установить БП 2 в положение «0» В. Изменяя напряжение от 0 до +9 В с шагом 1 В, контролировать с помощью осциллографа значение кода на выходе (клеммы 4А – 7А). Данные занести в табл. 8.1. Примечание: при контроле сигнала осциллографа на одном из разрядов, светодиод этого разряда гаснет (в случае наличия на нем логической 1).

 

Содержание отчета

 

1. Наименование и цель работы.

2. Схемы последовательного и параллельного АЦП.

3. Таблицы, графики и эпюры напряжений.

4. Основные параметры.

5. Выводы по результатам лабораторной работы.

 

 

 

Рис. 8.2. Принципиальная электрическая схема параллельного АЦП:

на схеме обозначено: 1А, 1Б – 8Б – общий; 2А – +9 В; 3А – 0…9 В

 

 

Рис. 8.3. Структурная схема измерений:

БП 1, БП 2 – источники питания; АЦП – аналого-цифровой
преобразователь; осциллограф

 

Значения кодовых сигналов на выходе АЦП

 

U вх, В	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
20	1	1	1	1	1	1	1	1	1	0
21	1	1	1	1	1	1	1	1	0	0
22	1	1	1	1	1	1	0	0	0	0
23	1	1	1	1	0	0	0	0	0	0

 

Контрольные вопросы

 

1. Для чего предназначены аналого-цифровые преобразователи?

2. Какие существуют типы АЦП?

3. Какое АЦП считается наиболее быстродействующим?

4. Чем определяется быстродействие АЦП?

5. В чем заключается недостаток АЦП параллельного действия?

 

 

Лабораторная работа 9