badanie przetwornika analogowo-cyfrowego

Zespół Szkół Technicznych w Suwałkach
Pracownia Sieci Teleinformatycznych
BADANIE PRZETWORNIKA ANALOGOWO-CYFROWEGO
Opracował Sławomir Zielioski
Suwałki 2011
Cel ćwiczenia
Wykonanie symulacji i podstawowych pomiarów przetwornika analogowo-cyfrowego
Zadania
1. Przy pomocy programu Multisim zasymulowad 8-bitowy przetwornik analogowo-cyfrowy. Do
wejścia przetwornika dołączyd źródło napięcia stałego. Do wyjścia przetwornika dołączyd
cyfrowe lampki kontrolne (ang. digital probes) umożliwiające sprawdzanie stanów logicznych,
tak jak to przedstawiono na rys. 1. Do wejśd napięd odniesienia dołączyd symetryczne
napięcie ±10 V. W sprawozdaniu opisad znaczenie poszczególnych wyprowadzeo 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 obliczeo oraz pomiarów zapisad w tabeli 1.
Tabela 1. Wyniki obliczeo i pomiarów.
Pomierzona wartośd cyfrowego sygnału wyjściowego
Napięcie
wejściowe
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
Dziesiętnie
Obliczona
wartośd
cyfrowego
sygnału
wyjściowego
Dziesiętnie
-1 V
0V
1V
2V
3V
4V
4. Przy pomocy programu Multisim zasymulowad 8-bitowy przetwornik analogowo-cyfrowy, do
którego wyjścia podłączony jest 8-bitowy konwerter cyfrowo-analogowy, umożliwiający zamianę
sygnału cyfrowego z powrotem na postad 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 byd 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 wygenerowad sygnał trójkątny o częstotliwości 100 Hz i
amplitudzie 6 V. W sprawozdaniu naszkicowad przebiegi na wejściu przetwornika A/C i na
wyjściu przetwornika C/A. Odpowiednio opisad skale wykresów. Skomentowad ewentualne
różnice pomiędzy tymi przebiegami oraz podad przyczyny ich wystąpienia.
6. Zwiększyd częstotliwośd sygnału wejściowego do 1 000 Hz. Naszkicowad sygnały na wejściu
przetwornika A/C i na wyjściu przetwornika C/A. Skomentowad ewentualne różnice pomiędzy
tymi przebiegami oraz podad przyczyny ich wystąpienia.
7. Zwiększyd częstotliwośd sygnału wejściowego do 9 000 Hz. Naszkicowad sygnały na wejściu
przetwornika A/C i na wyjściu przetwornika C/A. Skomentowad różnice pomiędzy tymi
przebiegami.
a. Podad przyczyny zaistniałych różnic.
b. Wyjaśnid, w jaki sposób różnice te mogłyby byd wyeliminowane.
Opracowanie
Odpowiedzi do powyższych pytao oraz wyniki badao wraz z ich opisem należy przekazad
prowadzącemu w postaci pisemnego sprawozdania na zakooczenie danego dwiczenia.
Literatura
[1] P. Tien ‘How to connect from ADC to DAC’, National Instruments, http://forums.ni.com, data
dostępu: wrzesieo 2010.