Интернет-журнал "Домашняя лаборатория", 2008 №2

Особенностью изложения заданий практикума является отсутствие подробных "пошаговых" инструкций к их выполнению. Это позволяет развивать творческий подход студентов к выполнению работы, заставляет более глубоко изучать теоретический материал и, в дальнейшем, принимать участие в решении более сложных задач курсового и дипломного проектирования.

Способы цифро-аналогового преобразования

Лабораторная работа № 1

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

Изучить основные способы цифро-аналогового преобразования, способы построения цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП) и их основные параметры. Освоить принципы программно-управляемого обмена информацией через параллельный порт и реализовать генератор сигналов специальной формы на основе ЦАП.

ОБОРУДОВАНИЕ:

Макет ЦАП, два регулируемых источника питания 0-15 В, мультиметр, осциллограф, персональный компьютер, соединительные провода.

Рис. 1.Простейший ЦАП с суммированием весовых токов

Рис. 2.Схема ЦАП с R-2R матрицей постоянного импеданса

Рис. 3.Схема инверсного включения ЦАП с R-2R матрицей

Рис. 4. Формирование напряжения по токовому выходу ЦАП

Рис. 5.Структурная схема лабораторной установки по изучению ЦАП

Рис. 6.Принципиальная схема лабораторной установки по изучению ЦАП

Способы аналого-цифрового преобразования

Лабораторная работа № 2

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

Изучить основные способы аналого-цифрового преобразования, виды аналого-цифровых преобразователей (АЦП) и их основные параметры. Освоить построение программно управляемых АЦП, работающих по методу последовательных приближений.

ОБОРУДОВАНИЕ:

Макет АЦП последовательных приближений, два регулируемых источника питания 0-15 В, мультиметр, осциллограф, персональный компьютер, соединительные провода.

Рис. 1.Сравнение различных видов АЦП по разрешению и производительности

Рис. 2.Структурная схема макета лабораторной установки по изучению АЦП последовательных приближений

Рис. 3.Принципиальная схема макета лабораторной установки по изучению АЦП последовательных приближений

Аналоговые ключи. Устройство выборки-хранения

Лабораторная работа № 3

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

Изучить устройство, принцип действия, основные параметры и область применения аналоговых ключей на полевых транзисторах, а также устройство выборки-хранения, построенное на их основе.

ОБОРУДОВАНИЕ:

Макет устройства выборки-хранения, три регулируемых источника питания 0-15 В, мультиметр, двухлучевой осциллограф, генератор низкочастотных импульсов, часы-секундомер, набор конденсаторов, соединительные провода.

КЛЮЧИ НА ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРАХ

Очень часто полевые транзисторы (ПТ) применяются в качестве аналоговых ключей. В силу таких свойств, как малое сопротивление в проводящем состоянии, крайне высокое сопротивление в состоянии отсечки, малые токи утечки и малая емкость, они являются идеальными ключами, управляемыми напряжением, и предназначенными для аналоговых сигналов.

Рис. 1. Последовательная (а) и параллельная (б) схемы ключей

Идеальный последовательный аналоговый ключ (рис. 1,а) ведет себя как совершенный механический выключатель: во включенном состоянии пропускает сигнал U_вх к нагрузке без ослабления или нелинейных искажений, в выключенном — ведет себя как разомкнутая цепь. Он имеет пренебрежимо малую емкость относительно земли и вносит ничтожно малые наводки в сигнал от переключающего его уровня, приложенного к управляющему входу. В схеме параллельного ключа (рис. 1,б) выходное напряжение равно входному при разомкнутом ключе. В этой схеме сопротивление R используется для ограничения тока, протекающего через замкнутый ключ.

Известно, что ПТ в области малых напряжений сток-исток ведет себя как резистор, сопротивление которого может изменяться на много порядков при изменении управляющего напряжения затвор-исток. На рис. 2,а показана схема аналогового ключа на ПТ с управляющим р-n переходом. Если для этой схемы управляющее напряжение U_упр установить меньше, чем минимально возможное входное напряжение, по крайней мере, на величину порогового напряжения ПТ — транзистор закроется, и выходное напряжение станет нулевым.