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