Все ок!
Информация о работе
Подробнее о работе
Характеристика и анализ сигма-дельта ЦАП комибинационные цифровые устройства
- 28 страниц
- 2017 год
- 6 просмотров
- 0 покупок
Гарантия сервиса Автор24
Уникальность не ниже 50%
Фрагменты работ
Курсовая работа состоит из теоретической и практической частей. Тема теоретической части работы, а также синтезируемое устройство для практической части работы, выбраны согласно заданного варианта
В теоретической части работы представлено: определение и назначение цифро-аналогового преобразователя (ЦАП)
Введение 2
1 Теоретическая часть 3
1.1 Цифро-аналоговый преобразователь 3
1.2 Классификация ЦАП 5
1.2.1 Последовательные ЦАП 5
1.2.2 Параллельные ЦАП 8
1.3 Характеристики и виды аппаратной реализации Сигма-дельта ЦАП 12
1.4 Сравнительный анализ типов ЦАП 18
2 Практическая часть 22
2.1 Описание работы устройства 22
2.2 Таблица истинности 22
2.3 Закон функционирования СДНФ 23
2.4 Переход в заданный базис 23
2.5 Схема 23
2.6 Временная диаграмма 24
Заключение 26
Список использованных источников 27
Рисунок 1 – Классификация ЦАП
Цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП, DAC – «Digital-to-Analog Converter») и аналого-цифровые преобразователи (АЦП, ADC –«Analog-to-Digital Converter») главным образом применяются для сопряжения цифровых устройств и систем с внешними аналоговыми сигналами, с реальным миром. При этом АЦП преобразует аналоговые сигналы во входные цифровые сигналы, поступающие на цифровые устройства для дальнейшей обработки или хранения, а ЦАП преобразует выходные цифровые сигналы цифровых устройств в аналоговые сигналы.
ЦАП и АЦП применяются в измерительной технике (цифровые осциллографы, вольтметры, генераторы сигналов и т.д.), в бытовой аппаратуре (телевизоры, музыкальные центры, автомобильная электроника и т.д.), в компьютерной технике (ввод и вывод звука в компьютерах, видеомониторы, принтеры и т.д.), в медицинской технике, в радиолокационных устройствах, в телефонии и во многих других областях.
...
1.2.1 Последовательные ЦАП
ЦАП с широтно-импульсной модуляцией
Очень часто ЦАП входит в состав микропроцессорных систем. В этом случае, если не требуется высокое быстродействие, цифро-аналоговое преобразование может быть очень просто осуществлено с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Схема ЦАП с ШИМ приведена на рисунке 3.
Рисунок 3 – ЦАП с широтно-импульсной модуляцией
Наиболее просто организуется цифро-аналоговое преобразование в том случае, если микроконтроллер имеет встроенную функцию широтно-импульсного преобразования. Выход ШИМ управляет ключом S. В зависимости от заданной разрядности преобразования контроллер с помощью своего таймера/счетчика формирует последовательность импульсов, относительная длительность которых определяется соотношением:
,
где – разрядность преобразования, а – преобразуемый код. Фильтр нижних частот сглаживает импульсы, выделяя среднее значение напряжения.
...
1.2.2 Параллельные ЦАП
ЦАП с cуммированием весовых токов
Большинство схем параллельных ЦАП основано на суммировании токов, сила каждого из которых пропорциональна весу цифрового двоичного разряда, причем должны суммироваться только токи разрядов, значения которых равны 1. Пусть, например, требуется преобразовать двоичный четырехразрядный код в аналоговый сигнал тока. У четвертого, старшего значащего разряда (СЗР) вес будет равен 23=8, у третьего разряда – 22=4, у второго – 21=2 и у младшего (МЗР) – 20=1. Если вес МЗР мА, то мА, а максимальный выходной ток преобразователя мА и соответствует коду 11112. Понятно, что коду 10012, например, будет соответствовать мА и т.д. Следовательно, требуется построить схему, обеспечивающую генерацию и коммутацию по заданным законам точных весовых токов. Простейшая схема, реализующая указанный принцип, приведена на рисунке 5.
...
1.3 Характеристики и виды аппаратной реализации Сигма-дельта ЦАП
Сигма-дельта ЦАП – способ модуляции, обеспечивающий оцифровку сигнала с заданными характеристиками в рабочей полосе частот. Сигма-дельта модулятор основан на периодическом неполном уравновешивании заряда конденсатора интегратора. Одноразрядный сигма-дельта модулятор первого порядка работает следующим образом: на первом такте работы интегрируется входной сигнал до тех пор, пока выходной сигнал интегратора не достигнет порога переключения синхронного компаратора. Выходной сигнал компаратора изменяется только по внешнему сигналу тактирования. Данный цифровой сигнал является выходом модулятора, он же поступает в отрицательную обратную связь, где с помощью ЦАП формируется аналоговый сигнал, который вычитается из входного аналогового сигнала, и тем самым, уравновешивает интегратор, заставляя его выход меняться в обратном направлении.
...
1.4 Сравнительный анализ типов ЦАП
АК4395 (5)
Это быстродействующий стерео сигма – дельта цифро-аналоговый преобразователь с частотой дискретизации до 192 кГц, предназначенный для применения в аппаратуре DVD и аудио. 24-разрядный цифровой фильтр имеет затухание в полосе подавления не менее 110 дБ. В АК4395 используется улучшенная многоразрядная система для сигма-дельта-модулятора, которая позволяет получить более широкий динамический диапазон при сохранении тех же значений коэффициента искажений, что и при использовании одноразрядного сигма-дельта модулятора. На аналоговом выходе ЦАП используется фильтр с переключаемыми конденсаторами с высокой устойчивостью к джиттеру тактового сигнала. АК4395 содержит также поканальный цифровой регулятор уровня сигнала, что позволяет использовать данный ЦАП в многоканальных аудиосистемах.
...
2.4 Переход в заданный базис
Набор простейших логических функций, позволяющих реализовать любые другие функции, называется логическим базисом. По заданию необходимо перейти в заданный базис ИЛИ, И-НЕ.
Для перехода будут использоваться законы:
• Закон двойного отрицания
• Закон де Моргана
2.5 Схема
В данном подразделе на рисунке 8 показана схема синтезируемого устройства, после преобразования. Схема построена на основании формы, после перехода в заданный базис ИЛИ, И-НЕ. Ниже показано описание указанных базисов.
Дизъюнкция (логическое сложение). Операция ИЛИ.
Мнемоническое правило для дизъюнкции с любым количеством входов звучит так: На выходе будет:
• «1» тогда и только тогда, когда хотя бы на одном входе действует «1»;
• «0» тогда и только тогда, когда на всех входах действуют «0».
Инверсия функции конъюнкции. Операция И-НЕ.
...
Заключение
В теоретической части работы было рассмотрено определение и назначение цифро-аналогового преобразователя, в какой области применяются данные устройства и с какими целями. С помощью схем и рисунков для наглядности были представлены классификация и микросхемы в виде пояснений как работают различные виды устройств ЦАП. Также описана классификация, описаны виды ЦАП и приведены рисунки в виде схем для каждого устройства. Приведены формулы с помощью которых производятся вычисления и преобразования в микросхемах, а также в некоторых случаях приведены примеры. В предпоследнем разделе теоретической части работы представлено описание, определение и назначение модуляции Сигма-дельта ЦАП, и приведены пять типов ЦАП, относящихся к Сигма-дельта модуляции. Используя информацию функций и характеристик, представленную в табличном виде, проведен сравнительный анализ, и как оказалось, в каждом конкретном случае может использоваться определенный вид ЦАП.
...
1. Юрий Новиков, Введение в цифровую схемотехнику, Лекция 13: Применение ЦАП и АЦП, [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.intuit.ru/studies/courses/104/104/lecture/3053, (дата обращения: 12.04.2017).
2. Вологдин Э.И., Сигма дельта модуляция в цифровой аудиотехнике, конспект лекций, СПб 2013,[Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://window.edu.ru/resource/052/79052/files/Сигма дельта модуляция в аудиотехнике.pdf, (дата обращения: 12.04.2017).
3. Микросхемы АЦП и ЦАП. Справочник. Издетельство Додека, 2005 г. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://radio-hobby.org/modules/news/article.php?storyid=836 (дата обращения: 07.04.2017).
Форма заказа новой работы
Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям
