Методические указания к заданию 3.2

Микросхема ЦАП находится в базе данных Multisim. Для её установки нужно пройти путь: панель Components š группа Mixed š семейство ADC_DAC š компонент VDAC.

При исследовании ЦАП цифровой сигнал формируется с помощью генератора слов (Word Generator). В каждом варианте цифровые сигналы разные и определяются буквами фамилии, имени и отчества студента. Преобразование русских букв в десятичные числа производится на основании кодовой таблицы CP-1251 (Приложение 1).

Измерения (и построение временных диаграмм) целесообразно производить в пошаговом режиме работы генератора слов (Step). Однократное нажатие на одноимённую кнопку приводит к однократному цифроаналоговому преобразованию. Частота генератора слов (Word Generator) должна быть установлена равной 2 кГц.

Вводить информацию в генератор слов можно в шестнадцатеричной, десятичной или двоичной СС, а также в коде ASCII. Последний вариант самый рациональный. Однако для представления кириллицы потребуется шестнадцатиразрядный код Unicode, поэтому записать символьную информацию придётся с использованием десятичной или шестнадцатеричной СС (использование двоичной СС самые нерациональный вариант).

На рисунке показан пример ввода в буфер памяти генератора шести слов фамилии Бендер. В конце введены два машинных слов, содержащих нули. Это сделано для повышения наглядности временных диаграмм.

Буфер памяти генератора слов целесообразно ограничить шестнадцатью двоичными словами. Это позволит в пошаговом режиме циклически исследовать формируемые сигналы.

Для изменения объёма буфера нужно вызвать диалоговое окно Settings (Установки). Вызов этого окна происходит при щелчке по кнопке Set…

Выбрав подходящую систему счисления (Hex, Dec), нужно в окне Buffer size (Размер буфера) указать число используемых символов.

Временную развёртку на осциллографе (Timebase) следует установить 1 ms/Div, а чувствительность 5 V/Div (для вариантов 1…8) или10 V/Div (для вариантов 9…16).

При измерении аналогового сигнала с помощью осциллографа нужно открыть детальное изображение осциллографа (двойной щелчок по свёрнутому изображению). Считывание показаний осциллографа следует производить с помощью одного или двух цветных маркеров.

Пример настройки осциллографа (состояние управляющих элементов) приведён на следующем рисунке. Осциллограф в данном случае работает в одноканальном режиме и канал В (Channel B) не используется.

Овалом показана область вывода результатов измерения.

Выходное напряжение восьмиразрядного ЦАП рассчитывается по формуле:

Up = D× Uop/256,

где D - десятичный код цифрового сигнала; Uop – опорное напряжение (определяется номером варианта).

Если Uop = 17 В, то приведённая формула будет иметь компактный вид, удобный для проведения расчётов в варианте 17:

Up = D× 17/256 = D × 0, 0664.

Сделанные округления приведут к появлению небольших различий между расчётными и измеренными значениями.

В следующей таблице приведены результаты моделирования и расчётов для слова Бендер.

Табл. 4.2.1

Анализ таблицы 4.2.1 показывает, что наименьшее различие выходных напряжений (для букв «д» и «е») составляет 0, 066 В.

В общем случае величина ступеньки (кванта) рассчитывается по формуле:

,

здесь n – число разрядов ЦАП.

Для восьмиразрядного ЦАП предыдущая формула будет иметь вид:

.

При Uop = 17 В величина наименьшей ступеньки восьмиразрядного ЦАП составит 0, 0664 В.