Разделы сайта

Исследование аналого-цифрового и цифрового преобразователей

Аналого-цифровые преобразователи предназначены для преобразования непрерывных (аналоговых) сигналов в дискретные (цифровые), которые могут использоваться в системах передачи данных, микропроцессорных устройствах и ЭВМ, цифровых измерительных системах и т.п.

Цифроаналоговые преобразователи осуществляют преобразование цифрового сигнала в аналоговый, который может применяться в целях управления различного рода регуляторами, графическими построителями и другими устройствами непрерывного действия. В принципе ЦАП выполняет функцию восстановления аналогового сигнала из цифрового.

Существует множество типов ЦАП и АЦП. В настоящей работе исследуются аналого-цифровой преобразователь, основанный на методе поразрядного кодирования, когда аналоговая величина преобразуется в пропорциональное количество импульсов, а затем в параллельный двоичный код 8421, и цифроаналоговый преобразователь с резистивной сеткой (аттенюатором R-2R), осуществляющий преобразование дискретного сигнала, задаваемого импульсной последовательностью, в непрерывный.

Принцип работы ЦАП заключается в следующем.

Дискретный сигнал, заданный последовательностью с числом импульсов, пропорциональным значению исследуемого параметра, поступает на вход двоичного счётчика (в данной работе четырёхразрядного - ИМО К155ИЕ5 D1) и преобразуется в параллельный код 8421, получаемый на выходах этого счётчика. Потенциалы с выходов подаются на сетку R-2R и создают падение напряжения на выходном сопротивлении ЦАП 2R, пропорциональное двоичному числу, записанному в счётчик. Это и есть аналоговая величина, полученная из дискретной с помощью цифроаналогового преобразователя.

Принцип построения АЦП следующий.

Аналоговый сигнал подаётся на один из входов компаратора D3, устанавливая таким образом порог его срабатывания. На другой вход компаратора поступает сигнал с выхода аттенюатора R-2R. В случае, когда этот сигнал меньше аналоговой величины, на вход 3 триггера Т (D1) подаётся высокий потенциал и триггер может работать в счётном режиме, принимая импульсы от генератора импульсной последовательности и преобразуя вместе со счётчиком число импульсов в параллельный код 8421. Потенциалы с выходов счётчика поступают на резистивную сетку R-2R, преобразуются в аналоговый сигнал, подаваемый далее на второй вход компаратора D3. До тех пор, пока этот сигнал не будет равен значению порога срабатывания компаратора, происходит наращивание содержимого счётчика. Как только сигнал, снимаемый с выхода аттенюатора, будет равен величине порога компаратора, а значит преобразуемому аналоговому сигналу, компаратор переводит триггер в устойчивое состояние и счет импульсов прекращается. Цифровой код 8421 со счётчика подаётся на преобразователь двоичного кода в код семисегментного индикатора, и на индикаторе высветится число, представляющее аналоговую величину в цифровой форме.

аналоговый цифровой преобразователь сигнал

Рисунок 1 - схема АЦП

Рисунок 2 - схема ЦАП.

Интересное из раздела

Расчет спектра и энергетических характеристик сигнала
В последнее десятилетие ХХ века произошла научно-техническая революция в области транспортной связи, в основе которой лежат два крупных достижения науки сер ...

Функционально-структурный анализ системы автоматического управления (регулирования) технического объекта
Работа любого технологического объекта характеризуется различными параметрами, которые изменяются в зависимости от работы машины и воздействия внешних факто ...

Организация и расчет сетей поездной и станционной радиосвязи
Бурное развитие радиотехники создало все предпосылки для широкого использования радиосредств на железнодорожном транспорте. Массовое внедрение радиосвязи н ...