Разработка схемы аналогово-цифрового преобразователя (АЦП)

Министерство транспорта РФ

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

ФГБОУ ВПО «Дальневосточный государственный университет

путей сообщения»

Кафедра «Автоматика, телемеханика и связь»

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Схемотехника телекоммуникационных систем»

Вариант № 007

Выполнил:

Шифр: К16-ИКТ(Б)ОС-007

Проверил: Нахалов В.А..

Хабаровск 2019

Содержание

1. Задание на Контрольную работу № 1………………………………………...……..….3

1. Ход выполнения работы…………………………………………………………..…….3

2. Задание на контрольную работу №2…………………………………………..…….…..7

2.1 Ход выполнения работы………………………………………………………………...7

3. Приложение 1. Операционный усилитель К140УД…………………..………....…….12

4. Приложение 2. Делитель К155ИЕ8………………………………..…………………...14

5. Приложение 3.Сумматор К155ИМ3..…………………………………….…………….15

6. Приложение 4 Основная микросхема К155ЛН1……………………………………....16

1.Задание на Контрольную работу № 1

Разработка схемы аналогово-цифрового преобразователя (АЦП)

Задание.

По исходным данным требуется:

1) выполнить полную схему АЦП, описать его работу, а также работу выбранных микросхем и устройств, обеспечивающих работу АЦП;

2) построить временные диаграммы работы АЦП;

3) рассчитать блоки АЦП

Исходные данные:

- АЦП с использованием преобразования «напряжение-частота» на основе интегратора, компаратора и ключа;

- время преобразования         t = 9 мск;

- разрядность кода         n = 7

- входное напряжение         Uвх.max = 5 В

- частота преобразования         fmax = 15 кГц

1.2 Ход выполнения работы

Описание работы АЦП

Аналого-цифровые преобразователи предназначены для преобразования аналоговых сигналов в цифровые. При таком преобразовании осуществляется разбиение входного сигнала на небольшие отрезки (квантование аналогового сигнала) и ограничение уровня сигнала на этом промежутке определенными уровнями (уровни квантования). В результате каждому отрезку соответствует двоичный код соответствующего уровня квантования.

Заданный АЦП реализует метод последовательного преобразования входного сигнала и является АЦП с двойным интегрированием.

В данном АЦП преобразование сигнала происходит в два этапа.

[pic 1]

Рисунок 1. Схема АЦП

На первом этапе происходит поочередное интегрирование входного и опорного напряжений. Чередование напряжений на входе интегратора обеспечивается транзисторным ключом. Формируется пилообразный сигнал.

На втором этапе компаратор сравнивает поступающий сигнал от интегратора с пороговым напряжением. При достижении входного сигнала компаратора порогового значения напряжения происходит переключение сигнала на выходе компаратора. Сигнал на выходе компаратора принимает значения Uвкл и Uвыкл. Транзистор, включенный на выходе компаратора, обеспечивает согласованное включение компаратора и счетчика.

[pic 2]

Рисунок 2. Диаграммы работы АЦП

АЦП строим на операционных усилителях К140УД8

Максимальная частота генератора

[pic 3]

Откуда

[pic 4]

Принимаем емкость конденсатора [pic 5]

Тогда

[pic 6]

Сопротивления резисторов схемы

R1 = 2R = 2x417=834 Ом

R2 = R3 = R = 417 Ом

Принимаем R1 = 820 Ом, R2 = R3= 390 Ом.

Значения резисторов компаратора принимаем R5 = 5 кОм, R6 = 10 кОм

Соотношение R5/R6 = 0,5<0,9 соблюдается.

Транзисторы VT1 и VT2 выбираем КТ331А-1.

Счетчик импульсов генератора реализовываем на двух последовательно соединенных 4х разрядных счетчиках К155ИЕ7.