Ćwiczenie Nr 5 BADANIE PRZETWORNIKA ANALOGOWO

Zespół Szkół Technicznych w Suwałkach
Pracownia Sieci Teleinformatycznych
Ćwiczenie Nr 5
BADANIE PRZETWORNIKA ANALOGOWO-CYFROWEGO
Opracował Sławomir Zieliński
Suwałki 2011
Cel ćwiczenia
Wykonanie symulacji i podstawowych pomiarów przetwornika analogowo-cyfrowego
Zadania
1. Przy pomocy programu Multisim zasymulować 8-bitowy przetwornik analogowo-cyfrowy. Do
wejścia przetwornika dołączyć źródło napięcia stałego. Do wyjścia przetwornika dołączyć
cyfrowe lampki kontrolne (ang. digital probes) umożliwiające sprawdzanie stanów logicznych,
tak jak to przedstawiono na rys. 1. Do wejść napięć odniesienia dołączyć symetryczne
napięcie ±10 V. W sprawozdaniu opisać znaczenie poszczególnych wyprowadzeń układu
scalonego.
Rys. 1. Przykład schematu zawierającego 8-bitowy przetwornik A/C.
2. W oparciu o dostępną literaturę podaj w sprawozdaniu wzór umożliwiający obliczenie wartości
cyfrowej na wyjściu przetwornika w oparciu o napięcie na wejściu przetwornika oraz w oparciu o
napięcie odniesienia.
3. Przy symetrycznym napięciu odniesienia o wartości ±10 V oblicz i pomierz wartości sygnału na
wyjściu przetwornika dla następujących wartości sygnału wejściowego: -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5V.
Wyniki obliczeń oraz pomiarów zapisać w tabeli 1.
Tabela 1. Wyniki obliczeń i pomiarów.
Pomierzona wartość cyfrowego sygnału wyjściowego
Napięcie
wejściowe
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
Dziesiętnie
Obliczona
wartość
cyfrowego
sygnału
wyjściowego
Dziesiętnie
-1 V
0V
1V
2V
3V
4V
5V
4. Przy pomocy programu Multisim zasymulować 8-bitowy przetwornik analogowo-cyfrowy, do
którego wyjścia podłączony jest 8-bitowy konwerter cyfrowo-analogowy, umożliwiający zamianę
sygnału cyfrowego z powrotem na postać analogową. Przykładowy układ pokazano na rys. 2.
Jako źródło sygnału analogowego wykorzystano generator funkcyjny. Analogowy sygnał na
wejściu przetwornika A/C oraz na wyjściu przetwornika C/A może być porównany przy pomocy
dwukanałowego oscyloskopu.
Rys. 2. Układ pomiarowy składający się z kaskadowo połączonych przetworników A/C i C/A. Schemat
oparto na układzie autorstwa P. Tien [1].
5. Przy użyciu generatora funkcyjnego wygenerować sygnał trójkątny o częstotliwości 100 Hz i
amplitudzie 6 V. W sprawozdaniu naszkicować przebiegi na wejściu przetwornika A/C i na
wyjściu przetwornika C/A. Odpowiednio opisać skale wykresów. Skomentować ewentualne
różnice pomiędzy tymi przebiegami oraz podać przyczyny ich wystąpienia.
6. Zwiększyć częstotliwość sygnału wejściowego do 1 000 Hz. Naszkicować sygnały na wejściu
przetwornika A/C i na wyjściu przetwornika C/A. Skomentować ewentualne różnice pomiędzy
tymi przebiegami oraz podać przyczyny ich wystąpienia.
7. Zwiększyć częstotliwość sygnału wejściowego do 9 000 Hz. Naszkicować sygnały na wejściu
przetwornika A/C i na wyjściu przetwornika C/A. Skomentować różnice pomiędzy tymi
przebiegami.
a. Podać przyczyny zaistniałych różnic.
b. Wyjaśnić, w jaki sposób różnice te mogłyby być wyeliminowane.
Opracowanie
Odpowiedzi do powyższych pytań oraz wyniki badań wraz z ich opisem należy przekazać
prowadzącemu w postaci pisemnego sprawozdania na zakończenie danego ćwiczenia.
Literatura
[1] P. Tien ‘How to connect from ADC to DAC’, National Instruments, http://forums.ni.com, data
dostępu: wrzesień 2010.