Предварительное задание к эксперименту. Изучить метод поразрядного уравновешивания

 

Изучить метод поразрядного уравновешивания.

Построить зависимость выходного напряжения ЦАП и разрядных коэффициентов a_i в функции от номера такта N_Т (разряда) уравновешивания U_вх при U_вх =0 и U_вх³ U_пр =10, 24 В для двух значений разрядов преобразования n₁ и n₂, указанных в табл.14.2. Результаты расчетов свести в таблицу 14.3.

Определить для заданных в табл.14.2 двух значений разрядов основную приведенную методическую погрешность измерения g.

Для тех же двух значений разрядов определить разрешающую способность АЦП DU= .

 

 

Таблица 14.2

Вариант
n 1
n 2

 

Таблица 14.3

Uвх =0

Uвх ³ 10, 24 В

№

№

ai

№

№

ai

такта

разр.

такта

разр.

...

...

...

...

...

...

...

...

 

Порядок выполнения эксперимента

 

Подключить к клеммам стенда U_вх и цифровые вольтметры, к контрольной точке К₂ - вход осциллографа. Установить ждущий режим работы (переключатели SA1 и SA2 выключены, в нижнем положении). Включить тумблеры напряжения сети макета, осциллографа и вольтметров в положении “Вкл.”.

После 5 минутного прогрева установить потенциометр R1 в крайнее левое положение (U_вх =0) и при n =12 (SA4 в положение “12”) и длительности такта ГТИ 2 с (переключатель SA3 в положении “2 сек”), после неоднократного нажатия кнопки SB1 “запуск” цикла преобразования по повторяемости выходного кода убедиться в стабильности работы АЦП.

Включить непрерывный режим без регулирования количества n разрядов (при n =12, включенном SA1 и выключенном SA2) и проанализировать работу АЦП по осциллограммам для напряжений U_вх =0 и U_вх ³ 10, 24 В при периоде тактовой частоты ГТИ 2 мс (SA3 в положении 2 мс). Зарисовать осциллограммы с экрана осциллографа. Отметить на осциллограммах уровни U_вх =0 и U_вх ³ 10, 24 В.

В непрерывном режиме с регулировкой количества n разрядов переключателем SA4 (SA1 - в безразличном, включенном или выключенном положении, SA2 - включен, в верхнем положении) для двух значений U_{в х}=0 и U_вх ³ 10, 24 В, двух заданных значений разрядов и при длительности такта ГТИ 2 мс (SA3 в положении 2 мс) зарисовать осциллограммы с экрана осциллографа. Отметить на осциллограммах уровни U_вх =0 и U _вх³ 10, 24 В. Сравнить полученные осциллограммы с расчетными для U_вх =0 и U _вх³ 10, 24 мВ и с осциллограммами п.3.

В ждущем режиме (переключатели SA1 и SA2 выключены) при заданных в предварительном задании двух значениях разрядов n₁ и n₂ и длительности такта ГТИ 2 с определить значения кодов при U_вх =0, U_вх ³ 10, 24 В, а также при трех промежуточных значениях U_вх, находящихся, соответственно, в пределах: (0 … 3) В; (3 … 7) В; (7 … 10, 24) В. Проследить на осциллографе за изменениями уровня = U_вых в процессе уравновешивания всех значений U_вх, записав при этом в табл.14.4 значения U_вх.э, код при разрядности n₁, код при разрядности n₂ и после уравновешивания, зарегистрированные цифровым вольтметром.

 

Таблица 14.4

Измерено	Вычислено
Uвх.э, В	код Uвх.э при n1	код Uвх.э, при n2	, В	g nАЦП	g nЦАП
n1 =	n 2=	n 1=	n 2=
10, 24
U 1
U 2
U 3

 

По полученным в п. 5 результатам определить расчетным путем для каждого из входных напряжений U_вх.э (кроме U_вх.э =0 и U_вх.э ³ 10, 24 В) при заданной разрядности n₁ и n₂ погрешность g_nАЦП преобразования U_вх.э в код и погрешность g_nЦАП преобразования кода напряжений U_вх.э в аналог ЦАП. Результаты расчетов внести в табл.14.4. Как изменяются погрешности g_nАЦП и g_nЦАП с изменением значений U_вх.э и разрядности преобразования n?

 

Содержание отчета

 

Цель работы; Схема лабораторной установки (рис.14.4); таблица результатов измерений и расчетов; расчетные и снятые экспериментально осциллограммы зависимости в функции от тактов уравновешивания напряжений U_вх =0 и U_вх ³ 10, 24 В при n₁ и n₂ разрядах преобразования.

 

 

Контрольные вопросы

 

Для каких целей применяется ЦАП и АЦП? 2. Какие функции выполняет РПП? 3. Как осуществляется процесс поразрядного уравновешивания? 4. Как работает ЦАП параллельного преобразования? 5. Какие причины ограничивают разрядность ЦАП? 6. Почему в АЦП используется двоичная система счисления? 7. Как оценивается точность и разрешающая способность АЦП и ЦАП? 8. Как оценивается точность преобразования напряжений в код АЦП и точность преобразования входного кода в аналог ЦАП?

 

Содержание: