Аналого-цифровой преобразователь параллельного преобразования
Преобразование входного напряжения в пропорциональное ему число. Разработка функциональной и принципиальной схемы преобразователя. Элементарная база АЦП: компаратор, 4D-триггера с прямыми и инверсными выходами, приоритетный шифратор, 4 элемента 2И-НЕ.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 24.08.2009 |
| Размер файла | 1,1 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
1
16
Кафедра электронно-вычислительной аппаратуры
Курсовая работа по дисциплине
“Схемотехника ЭВМ”
на тему
“Аналого-цифровой преобразователь параллельного преобразования”
Москва 2009
Аннотация
В данной работе разрабатывался аналого-цифровой преобразователь параллельного преобразования с заданными диапазоном входных напряжений, числом разрядов выходного кода, длительностью преобразования и уровнями выходного сигнала.
Содержание
- Аннотация 2
- Содержание 3
- 1. Техническое задание 4
- 2. Анализ технического задания 5
- 3. Разработка функциональной схемы 7
- 3.1. Состав 6
- 3.2. Принцип действия 6
- 4. Разработка принципиальной схемы 9
- 4.1. Выбор элементарной базы 9
- 4.2. Расчет параметров схемы 11
- 5. Список литературы 13
- Приложения 14
- 1. Схема функциональная 14
- 2. Схема принципиальная 15
- 3. Таблица выводов питания 16
1. Техническое задание
1. Наименование устройства
Аналого-цифровой преобразователь параллельного преобразования.
2. Параметры устройства
Диапазон входных напряжений, В 0…5, 12
Число разрядов выходного кода 4
Длительность преобразования, мкс, не более 0, 1
Уровни выходного сигнала ТТЛ
2. Анализ технического задания
Задача аналого-цифрового преобразования состоит в преобразовании входного напряжения в пропорциональное ему число. В случае параллельного метода преобразования входное напряжение одновременно сравнивается с n опорными напряжениями и точно определяется, между какими двумя уровнями оно лежит. При этом результат получают в один шаг. При использовании этого метода аппаратные затраты очень велики.
При преобразовании аналоговой величины в число с конечным количеством разрядов возникает систематическая ошибка, которая называется ошибкой квантования.
Согласно рисунку она составляет +-1/2Ulsb, т.е. имеет величину, равную половине приращения входного напряжения, которое необходимо для изменения кода в младшем разряде.
Систематическая ошибка квантования может привести к нелинейности характеристики в случае, когда ступени не равны.
Эта величина за вычетом ошибки квантования 1/2Ulsb представляет суммарную нелинейность. Она представляет дробные доли от Ulsb.
Время преобразования АЦП параллельного преобразования определяется быстродействием элементов, входящих в него, а именно: компараторов, D-триггеров, приоритетного шифратора.
3. Разработка функциональной схемы
3.1 Состав
1) Резистивный делитель опорного напряжения
1) Линейка компараторов
2) Буферный регистр
3) Приоритетный шифратор
3.2 Принцип действия
Входное напряжение одновременно подаётся на все компараторы. На инвертирующие входы компараторов подаётся шкала опорных напряжений. Компараторы переключаются снизу - вверх. Их переключение можно представить в виде столбика единиц.
Приоритетный шифратор нельзя непосредственно подсоединять к выходам компараторов, т. к. при изменении входного напряжения может быть получен ошибочный результат, поскольку вследствие неодинакового времени задержки один из разрядов может измениться не синхронно с другими. Поэтому вектор компараторов следует соединять с приоритетным шифратором через вектор D-триггеров, которые срабатывают по синхроимпульсу. Это позволяет избежать вышеизложенной проблемы.
Подав на входы приоритетного шифратора столбик единиц, на выходе формируется двоичный код, соответствующий номеру старшего разряда входа приоритетного шифратора, на который подан сигнал, соответствующий логической единице.
Так как четырехразрядным двоичным числом можно представить числа от 0 до 15 в десятичной системе исчисления, то количество компараторов и D-триггеров равно 15.
Пример для АЦП параллельного преобразования, разрядность выходного кода которого равна 3:
4. Разработка принципиальной схемы
4.1 Выбор элементной базы
1) Компаратор NE522N (уровни выходов совместимы с ТТЛ)
Цоколевка
Блок-схема
Входное дифференциальное напряжение +-6 В
Напряжение питания +-5 В
Входной ток 20-40 мА
Время установления выходного напряжения 0,015 мкс
Выходные уровни ТТЛ
2) 4 D-триггера с прямыми и инверсными выходами КР1554ТМ8
Время установления выходного напряжения 0,012 мкс
Выходные и входные уровни ТТЛ
3) Приоритетный шифратор К155ИВ1
Время установления выходного напряжения 0,04 мкс
Выходные и входные уровни ТТЛ
4) 4 элемента 2И-НЕ (КР1554ЛА3)
Время установления выходного напряжения 0,0085 мкс
Выходные и входные уровни ТТЛ
4.2 Расчет параметров схемы
1) Длительность преобразования схемы.
Этот параметр складывается из времени установления выходного напряжения для каждого из элементов схемы.
Tпреобр=0,015 + 0,012 + 0,04 + 0,0085 = 0,0755 < 0,1 (мкс)
Значит, выбранная элементная база подходит для разработки данного устройства.
2) Напряжение, необходимое для изменения кода в младшем разряде (Ulsb)
15 * Ulsb = 5,12
Ulsb = 0,341 В
3) Номиналы R и R / 2
15 * Ulsb = 5,12 = 15 * R * I
R = 5,12 / (15 * I) = 0,341 / I Т. к. мкА, то
Ом
Ряд Е192 содержит номиналы R = 13800 Ом и R / 2 = 6900 Ом
5. Список литературы
· У.Титце, К. Шенк «Полупроводниковая схемотехника» Мир. Москва 1983г.
· В.Л. Шило «Популярные цифровые микросхемы» Радио и связь. Москва 1987г.
Приложения
1. Схема функциональная
2. Схема принципиальная
3. Таблица выводов питания
|
Обозначение микросхемы |
Выводы питания |
|||
|
0 |
+5 |
-5 |
||
|
D1-D8 |
7 |
14 |
13 |
|
|
D9-D12 |
8 |
16 |
- |
|
|
D13, D14 |
8 |
16 |
- |
|
|
D16 |
7 |
14 |
- |
Подобные документы
Разработка структурной и функциональной схем устройства, в основе которой лежит аналого-цифровой преобразователь. Выбор и обоснование элементной базы для реализации устройства, разработка конструкции. Расчеты, подтверждающие работоспособность схемы.
курсовая работа [656,0 K], добавлен 05.12.2012Преобразование аналоговой формы первичных сигналов для их обработки с помощью ЭВМ в цифровой n-разрядный код, и обратное преобразование цифровой информации в аналоговую. Практическая реализация схем аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователей.
реферат [89,2 K], добавлен 02.08.2009Принципиальная электрическая схема микропроцессорной системы. Моделирование в Proteus 7.10. Алгоритмы обработки и хранения информации. Аналого-цифровой преобразователь. Назначение выводов источника опорного напряжения. Значения сопротивления резисторов.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 28.05.2013Проектирование преобразователя кода (ПК), рассчет его энергопотребления и быстродействия. Составление таблицы истинности ПК. Написание булевых функций, минимизация и преобразование к выбранному базису. Составление структурной схемы преобразователя кода.
курсовая работа [775,3 K], добавлен 09.02.2009Анализ структур шифраторов. Описание принципиальной электрической схемы и разработка функциональный схемы. Описание работы базового логического элемента ИС 155. Технология изготовления печатной платы. Особенности монтажа на односторонних печатных платах.
курсовая работа [375,6 K], добавлен 08.05.2019Создание рабочего модуля аналого-цифрового преобразователя с минимальным количеством микросхем на основе микроконтроллера ATmega8L. Описание блок-схемы АЦП. Схема запуска преобразования. Программа микроконтроллера в среде программирования CodeVision.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 04.10.2013Факторизация покрытия и выбор функциональной схемы ячейки минимальной стоимости. Построение схемы в универсальном базисе. Тип схемы элемента. Перевод в базис ИЛИ-НЕ. Определение исходных данных для расчёта принципиальной схемы логического элемента.
курсовая работа [704,8 K], добавлен 15.06.2014Выбор принципов проектирования устройства записи, хранения и передачи чисел. Разработка алгоритма выполнения операций, необходимых для обработки информации. Структурная схема устройства. Элементарная база, необходимая для разработки принципиальной схемы.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 16.08.2012Разработка функции вычисления дискретного преобразования Фурье от входного вектора. Исследование свойств симметрии ДПФ при мнимых, четных и нечетных входных сигналах. Применение обратного преобразования Фурье для генерации периодической функции косинуса.
лабораторная работа [228,8 K], добавлен 13.11.2010Назначение и преимущества использования среды программирования LabView. Передняя панель и блок-схема простого виртуального прибора VI. Разработка структурной и принципиальной схем преобразователя напряжения и частоты, алгоритм его функционирования.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 29.01.2013
