Проектирование учебного демонстрационного стенда "Цифроаналоговый преобразователь" с подключением к компьютеру через порт USB
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
ыкой в виде обычных нот), легкость замены инструментов, изменения темпа и тональности мелодии. Есть и другие, чисто компьютерные, форматы записи музыки. Среди них - формат MP3, позволяющий с очень большим качеством и степенью сжатия кодировать музыку, при этом вместо 18-20 музыкальных композиций на стандартном компакт-диске (CDROM) помещается около 200.
На практике непрерывные сообщения можно представлять в дискретной форме. Непрерывность сообщений по величине не может быть реализована в связи с погрешностью источников и приемников информации и наличием помех в канале передали информации. Поэтому к непрерывным сигналам, отображающим сообщения, можно применять квантование по уровню и по времени. При квантовании по уровню совокупность возможных значений напряжения или тока заменяют конечным набором дискретных значений из этого интервала.Квантование по времени предусматривает замену непрерывного сигнала последовательностью импульсов, следующих через определенные промежутки, временя называемых тактовыми. Если тактовые интервалы выбраны соответствующим образом, то потери информации не происходит.
При одновременном введении квантования по времени и по уровню амплитуда каждой выборки будет принимать ближайшее разрешенное значение из выбранного конечного набора значений. Совокупность всех выборок образует дискретный или цифровой сигнал. Каждое значение дискретного сигнала можно представить числом. В цифровой технике такой процесс называется кодированием (дискретизацией), а совокупность полученных чисел - кодом сигнала.
Цель дипломного проекта предусматривает более детальное описание процесса преобразования цифровой информации в аналоговую. А для полноты восприятия этого процесса в рамках специального задания планируется разработка и изготовление демонстрационного учебного стенд Цифро-аналогового преобразователь
1 Теоретическая часть
.1 Постановка задачи
Устройства, преобразующие дискретную информацию в аналоговую называются цифроаналоговыми преобразователями. Выходной сигнал ЦАП в общепринятых единицах измерения тока или напряжения (мВ, В, мА) соответствует численному значению входной кодовой комбинации.
Например, при подаче на вход ЦАП кодовой комбинации (в десятичном эквиваленте) равной 150 на его выходе при этом имеется напряжение 1500 мВ, это значит, что изменение значения входной кодовой комбинации (входного числа) на единицу приводит к изменению выходного напряжения на 10 мВ. В этом случае мы имеем ЦАП с шагом преобразования цифровой информации 10 мВ. Величина напряжения, соответствующая одной единице цифровой информации, называется шагом квантования (Duкв). При подаче на вход ЦАП последовательной цифровой комбинации, меняющейся от 0 до N, на его выходе появится ступенчато-нарастающее напряжение (рисунок 2). Высота каждой ступени соответствует одному шагу квантования Duкв.
Если число входной кодовой комбинации соответствует N, то выходное напряжение Uвых ЦАП = N*Duкв. Таким образом, можно вычислить значение выходного напряжения для любой входной кодовой комбинации. Нетрудно убедиться в том, что Duкв является масштабным коэффициентом преобразователя, имеющим размерность тока или напряжения (так как цифровая комбинация на входе ЦАП размерности не имеет). Обычно, значение Duкв выбирают кратным десяти, что облегчает процесс переiета соответствия преобразованного и исходного сигналов. Так как Duкв определяет минимальное значение выходного напряжения аналогового сигнала Uвых мин. = Duкв, при выборе его значения необходимо учитывать также шумовые факторы, погрешности усиления масштабирующих усилителей и компаратора.
Рисунок 2 - Диаграмма выходного напряжения ЦАП
Основные параметры ЦАП.
Точность преобразования и качество работы ЦАП характеризуют следующие параметры:
относительная разрешающая способность;
абсолютная разрешающая способность;
абсолютная погрешность преобразования;
нелинейность преобразования;
скорость преобразования (время одного преобразования) и максимальная частота преобразования.
Относительная разрешающая способность - это обратная величина от максимального числа уровней квантования
do = 1/2n - 1,
где n- количество разрядов двоичного числа, подаваемого на вход АЦП (n - соответствует числу разрядных входов ЦАП).
Абсолютная разрешающая способность
dа = Uпш/2n - 1 = Duкв,
где Uпш - напряжение полной шкалы, соответствующее опорному напряжению ЦАП, это напряжение можно iитать равным максимальному выходному напряжению;
2n - 1 = N - количество ступеней квантования.
Численно абсолютная разрешающая способность равна шагу квантования Duкв.
Абсолютная погрешность преобразования dпш показывает максимальное отклонение выходного напряжения Uвых в точке пересечения с идеальной характеристикой (прямой) на уровне напряжения полной шкалы (рисунок 3). Абсолютная погрешность преобразования оценивается в процентах или же в единицах младшего значащего разряда (МР). При оценке значения абсолютной погрешности преобразования знак напряжения не учитывается.
Рисунок 3 - Пояснения к определению погрешностей преобразования ЦАП
Нелинейность преобразования ЦАП dлн - характеристика, которая определяет максимальное отклонение реальной характеристики от идеальной (рисунок 3). Нелинейность преобразования оценивается в процентах или в единицах младшег
Copyright © 2008-2014 studsell.com рубрикатор по предметам рубрикатор по типам работ пользовательское соглашение