Grupa: Temat: Programowalne uk ł ady analogowe I. Schemat
Transkrypt
Grupa: Temat: Programowalne uk ł ady analogowe I. Schemat
W O J S K O W A A K A D E M I A T E C H N I C ZN A WYDZIAŁ ELEKTRONIKI LABORATORIUM UKŁADÓW ANALOGOWYCH G r u p a : ....................................... .................................................... .................................................... .................................................... P R O T O K Ó Ł Data wykonania ćwiczenia: Data oddania sprawozdania: ........................................... ........................................... Ćwiczenie prowadził: Ocena: ................................................... ................................................... P O M I A R O W Y - ............................................. S P R A W O Z D A N I E Programowalne układy analogowe Temat: I. Schemat blokowy układu pomiarowego Zasilacz +5 V Generator Układ badany Oscyloskop PAC-Designer Przewód programujący (ispDownload Cable) Komputer PC II. Spis przyrządów N A ZW A PR ZY R ZĄ D U TYP F IR M A III. Zadania Zadanie 1. Uruchomienie układu Uruchomienie układu pomiarowego należy przeprowadzić zgodnie z poniższą procedurą: 1) Konfiguracja układu ispPAC20: a. Uruchomić program PAC-Designer i utworzyć nowy projekt (menu: File | New... – w oknie dialogowym New wybrać układ ispPAC20: Control Loop and Monitoring). Za pomocą programu PAC-Designer podłączyć wejście ”a” wzmacniacza IA1 do wejścia IN1 i ustawić jego wartość wzmocnienia równą 1; b. Wejście nieodwracające IN1+ układu ispPAC20 połączyć z wejściem IN+ BNC modelu laboratoryjnego (zworka J1), a wejście odwracające IN1- z wyjściem VREFOUT wewnętrznego napięcia odniesienia (zworka J2); c. Wyjście modelu podłączyć do wyjścia OUT1 układu ispPAC20 (zworka J3 w pozycji OUT1+, a zworka J4 w pozycji OUT2-); 2) Ustawienia generatora i parametry sygnału sterującego: a. Impedancja wyjściowa: wysokoomowa (Utility | Output Setup | Load | High Z); b. Składowa stała (offset): +2,5 V; c. Napięcie wyjściowe: 200 mVpp (wartość międzyszczytowa); d. Sygnał: sinusoidalny o częstotliwości 1 kHz; e. Wyjście generatora podłączyć do wejścia IN+ układu ispPAC20 oraz wcisnąć przycisk „OUTPUT” na generatorze; 3) Ustawienia oscyloskopu: a. Sprzężenie sygnału wejściowego: DC; Wyjście OUT+ układu podłączyć do wejścia 1 kanału oscyloskopu, a wyjście OUT- do wejścia 2 kanału. Zadanie 2. Określenie maksymalnego wzmocnienia napięciowego oraz częstotliwości granicznej układu ispPAC20 Korzystając z wewnętrznego symulatora PAC-Designer określić maksymalne wzmocnienie i częstotliwość graniczną poszczególnych stopni układu ispPAC20. POMIARY Ilość wzmacniaczy IA SYMULACJA bez programowania układu ispPAC20 Przed wykonaniem pomiarów zaprogramowanego układu (wykorzystując generator i oscyloskop) należy wykonać Zadanie nr 3. IA1 GuMax = . . .1. . . . . .V/V (. . . . . . . . .dB), fg =. . . . . . . . . . .kHz fg =. . . . . . . . . . . .kHz IA1 GuMax = . .10 . . . . . . .V/V (. . . . . . . . .dB), fg =. . . . . . . . . . .kHz fg =. . . . . . . . . . . .kHz IA1 + IA2 (jeden PacBlock) GuMax = . . . . . . . . .V/V (. . . . . . . . .dB), fg =. . . . . . . . . . .kHz fg =. . . . . . . . . . . .kHz IA1 ÷ IA4 (oba PacBlock) GuMax = . . . . . . . . .V/V (. . . . . . . . .dB), fg =. . . . . . . . . . .kHz str. 2 z 4 ............................... podpis Spostrzeżenia i uwagi: (Czy można zauważyć zależność wymiany wzmocnienia na pasmo?, skąd wynika różnica fg pomiędzy symulacją a pomiarami?, jakie wartości pasma pracy podaje producent – str. nr 6 opracowania wstępnego) ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... Zadanie 3. Programowanie układu ispPAC20 Zaprojektować układ o wzmocnieniu Gumax = 1 V/V (z wykorzystaniem jednego IA1). Korzystając z symulatora sprawdzić poprawność skonstruowanego układu. Zaprogramować układ ispPAC20 (wczytać lub poprzez menu: Tools | Download. gotowy projekt do fizycznego układu) korzystając z przycisku Wykorzystując ustawienia przyrządów pomiarowych z Zadania 1 pkt 2 i 3, odczytać wartość napięcia wyjściowego z układu ispPAC20 (dla Uwe = 200mVpp). Określić górną częstotliwość graniczną tak zaprogramowanego układu. Spostrzeżenia i wnioski zanotować: ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... W analogiczny sposób wykonać kolejne pomiary w Zadaniu 2. Zadanie 4. Wykorzystanie wewnętrznego modułu do projektowania wzmacniaczy Wykorzystując wewnętrzny moduł projektowania układów wzmacniaczy (menu: Tools | Design Utiliteis | ispPAC20 Gain Configuration Utility sprawdzić jego możliwości dla przypadków z Zadania 2. Spostrzeżenia i wnioski zanotować: ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... str. 3 z 4 ............................... podpis ......................................................................................................................................................................... Zadanie 5. Obserwacja działania układu ispPAC20 w konfiguracji filtru uniwersalnego Skonstruować jednobiegunowy amplifiltr o Gu = 1V/V i fg = 81 kHz. Jakiej wartości pojemności należy użyć? Skonstruować taki sam filtr dwubiegunowy (kaskadowo PAC1+PAC2). Jakiej teraz wartości pojemności należy użyć? Sprawdzić prędkość opadania ch-ki dla obu przypadków. Zweryfikować wzór dla układów 1 wielobiegunowych: f g = f g ( n ) 2 n − 1 (czyli dla filtru dwubiegunowego poszczególne bieguny muszą wynosić: fg1(2) = fg / 0,64 ). Zaprogramować układ ispPAC20 i za pomocą przyrządów pomiarowych zweryfikować jego praktyczne parametry częstotliwościowe. Spostrzeżenia i wnioski: ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... Zadanie 6...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... (treść zadania indywidualnego podana przez prowadzącego) Spostrzeżenia i uwagi: ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... str. 4 z 4 ............................... podpis