Краткие теоретические сведения. Цель работы: дослідження схем АЦП і ЦАП

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №15

ДОСЛІДЖЕННЯ СХЕМ АЦП І ЦАП

Цель работы: дослідження схем АЦП і ЦАП

Краткие теоретические сведения

Преобразование сигналов из аналоговой формы в цифровую осу­ществляется устройствами, называемыми аналого-цифровыми преоб­разователями (АЦП). Одним из основных параметров АЦП является количество разрядов в выдаваемых данных, характеризующее точно­сть представления отсчетов в цифровой форме; другой его важный па­раметр — время преобразования (максимальный интервал времени между началом проведения операции по преобразованию одного от­счета и готовностью выходных цифровых данных), определяющее быстродействие устройства преобразования.

Рис. 15.1. Преобразование сигнала из аналоговой формы в цифровую

Основні характеристики схем АЦП:

Розрядність, К;

Частота – характеризує кількість повних цифр перетворення в одну секунду;

Точність перетворення – характеризується різницею напруг між сусідніми рівнями квантування, тобто

, (15.1)

де - число рівнів квантування при К - розрядному двійковому коді;

Шум квантування – характеризує дисперсію різниці значень вхідного і перетвореного сигналу.

Процес аналого-цифрового перетворення (рис.15.1) полягає в тому, що кожному значенню Х в момент часу t ставиться у відповідність парі найближчих значень X^*t^*.

Прийнято називати процес розбивки рівня по напругах – квантуванням, а за часом – дискретизацією. Період дискретизації

.

Шум квантування визначається різницею значень вхідного і перетвореного сигналів, і завжди менше :

.

Шум квантування має рівномірний закон розподілу, отже математичне сподівання дорівнює половині інтервалу, а дисперсія D=Δ ²/12 (визначає потужність шуму квантування). Величину вибирають такою, щоб шум квантування був менше шумової складової вхідного процесу.

Частоту дискретизації вибирають за теоремою Котельникова.