1

Предмет: Системное программное обеспечение

Тема:

Моделирование гибридных компонентов в системе автоматизированного проектирования Or CAD 9.2

Цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи

Под гибридными компонентами понимают элементы вычислительной техники, которые осуществляют интерфейсную связь между цифровой и аналоговой частями моделируемого устройства. В частности, речь идет о цифро-аналоговых и аналогово-цифровых преобразователях.

Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) представляет собой устройство, позволяющее преобразовать некоторый аналоговый сигнал, поступающий на его вход в двоичный (цифровой) код, разрядность которого определяется входными параметрами АЦП.

Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) является устройством, которое позволяет получить по заданному двоичному коду, соответствующий ему аналоговый сигнал, амплитуда которого будет определяться входными параметрами ЦАП.

Моделирование аналого-цифрового преобразователя (АЦП)

В САПР OrCAD 9.2 многоразрядные АЦП находятся в библиотеке BREAKOUT. Они предназначены для получения 8-ми, 10-ти и 12-ти разрядного цифрового кода, в зависимости от типа используемого компонента (ADC8break, ADC10break и ADC12break соответственно).

Изображение 8-ми разрядного АЦП в системе ORCAD 9.2 приведено на следующем рисунке:

Перечень выводов данного компонента и их назначение сведено в таблицу 1

Таблица 1

Цифровой код на выходе АЦП получается согласно выражению:

, где m -- число двоичных разрядов.

Пример моделирования 8-ми разрядного АЦП (ADC8break)

На вход АЦП поступает линейно возрастающее напряжение, которое согласно заданному опорному напряжению 256V преобразовывается в цифровой код. Поскольку для примера использован 8-ми разрядный АЦП, то увеличение входного напряжения на 1V будет соответствовать увеличение цифрового кода на 01h, то есть значение напряжения будет напрямую интерпретироваться как соответствующий цифровой код. Действительно, при V=74V получаем и т.д.

В том случае, когда значение напряжения V превышает опорное (256V), на выходе формируется максимальный код FFh, а сигнал переполнения устанавливается в «единицу» (OVER=1).

Моделирование цифро-аналогового преобразователя (ЦАП)

Цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП) также находятся в библиотеке BREAKOUT и позволяют преобразовывать 8-ми, 10-ти и 12-ти разрядный цифровой код в аналоговый сигнал, напряжение которого будет зависеть от цифрового кода и опорного напряжения, поданного на вход ЦАП. Разрядность цифрового кода определяется типом компонента: DAC8break -- 8-ми разрядный код, DAC10break -- 10-ти разрядный код, DAC12break -- 12-ти разрядный код.

Изображение 8-ми разрядного ЦАП в системе ORCAD 9.2 приведено на следующем рисунке:

Перечень выводов данного компонента и их назначение сведено в таблицу 2

Таблица 2

Напряжение на выходе ЦАП получается согласно выражению:

, где m -- число двоичных разрядов.

Пример моделирования 8-ми разрядного ЦАП (DAC8break)

На вход ЦАП поступает двоичный цифровой код, максимальное значение которого (DB = FFh = 256) соответствует опорному напряжению REF = 256V. Согласно выражению для получения выходного напряжения, при использовании 8-ми разрядного ЦАП, каждому увеличению цифрового кода на 01h соответствует увеличение выходного напряжения на 1V. Действительно, при DB=Ah = 10 получаем

и т.д.

Литература

1. Афанасьев А. OrCAD 7.0...9.0. Проектирование электронной аппаратуры и печатных плат. Издательство: НАУКА И ТЕХНИКА, 2001. - 445с.

2. Болотовский Ю. И., Таназлы Г. И. ORCAD 9. x, ORCAD 10x. Практика моделирования. СОЛОН-ПРЕСС, 2008. - 208с.

3. Златин Иосиф Схемотехническое и системное проектирование радиоэлектронных устройств в OrCAD. Радио и связь, 2008. - 352с.