Автор работы: Пользователь скрыл имя, 05 Декабря 2011 в 16:32, курсовая работа
Цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи АЦП находят широкое применение в различных областях современной науки и техники. Они являются неотъемлемой составной частью цифровых измерительных приборов, систем преобразования и отображения информации, программируемых источников питания, индикаторов на электронно-лучевых трубках, радиолокационных систем, установок для контроля элементов и микросхем, а также важными компонентами различных автоматических систем контроля и управления, устройств ввода – вывода информации ЭВМ. На их основе строят преобразователи и генераторы практически любых функций, цифроуправляемые аналоговые регистрирующие устройства, корреляторы, анализаторы спектра и т. д. Велики перспективы использования быстродействующих преобразователей в телеметрии и телевидении.
Введение 3
1 Общий раздел 4
1.1 Аналого-цифровые преобразователи 4
1.2 Классификация существующих устройств 6
1.3 Разработка структурной схемы 6
1.4 Выбор элементной базы 9
1.5 Разработка функциональной схемы 16
2 Расчетная часть 19
2.1 Описание схемы электрической принципиальной 19
2.2 Расчет надежности 19
2.3 Расчет быстродействия 22
2.4 Расчет потребляемой мощности 23
Заключение 25
Список используемых источников 26
Суммарное
значение интенсивности отказов
определяется по формулам
| |
(2.1) |
| |
(2.2) |
| |
(2.3) |
где Ni – число элементов одного типа;
m – число типов элементов.
Подставив
значения из таблицы 2.1 в формулы (2.1),
(2.2), (2.3) получим
Формула расчет
вероятности безотказной работы в течение
времени.
| |
(2.4) |
| |
(2.5) |
| |
(2.6) |
где t – время испытаний.
После
подстановки данных получаем вероятности
безотказной работы
Наработка
на отказ показывает, какое количество
часов схема будет работать без
поломок
| |
(2.7) |
| |
(2.8) |
| |
(2.9) |
Вычисляем
2.3
Расчет быстродействия
При построении схемы учитывается суммарное время прохождения сигнала через элементы.
Средняя
задержка распространения сигнала
(tзд ср) – это наиболее распространенный
параметр, характеризующий быстродействие
логических интегральных схем и он определяется
как время задержки переднего и заднего
фронтов выходного напряжения.
| |
(2.10) |
где tзд01 – время переключения каждого элемента из положения 0 в 1;
tзд10 – время переключения
из 1в 0.
Таблица 2.2 – Время переключения элементов
| № | Элемент | tзд01, с | tзд10, с |
| 1 | К155ЛИ1 | 24 | 34 |
| 2 | К155ТМ7 | 25 | 41 |
| 3 | К155ИР17 | 39 | 41 |
| 4 | К537РУ8 | 33 | 49 |
| 5 | К155СП1 | 56 | 68 |
| 6 | К572ПА1 | 114 | 130 |
| 7 | К155ИЕ2 | 115 | 125 |
| 8 | К155АГ3 | 59 | 59 |
Рассчитаем
среднюю задержку распространения сигнала
для каждого элемента
Общая
задержка сигнала
| |
(2.11) |
где Ni – число элементов одного типа;
n – число элементов.
Находим
общую задержку сигнала по (2.11)
Частота
работы
| |
(2.12) |
2.4
Расчет потребляемой
мощности
Рассчитываем
мощность для каждой микросхемы, а
также потребляемую мощность всей схемы.
| |
(2.13) |
где Ni – число элементов одного типа;
n – число элементов.
Таблица 2.3 – Потребляемая мощность
| Элемент | Количество | Потребляемая мощность, мВт |
| К155ЛИ1 | 3 | 258 |
| К155ТМ7 | 1 | 102 |
| К155ИР17 | 1 | 99 |
| К537РУ8 | 1 | 198 |
| К155СП1 | 1 | 138 |
| К572ПА1 | 1 | 150 |
| К155ИЕ2 | 1 | 90 |
| К155АГ3 | 1 | 192 |
По
формуле (2,13)
Заключение
Аналого-цифровое преобразование используется везде, где требуется принимать аналоговый сигнал и обрабатывать его в цифровой форме.
- специальные видео-АЦП используются в компьютерных ТВ-тюнерах, платах видеовхода, видеокамерах для оцифровки видеосигнала. Микрофонные и линейные аудиовходы компьютеров подключены к аудио-АЦП.
- АЦП являются составной частью систем сбора данных;
- АЦП последовательного приближения разрядностью 8..12 бит и сигма-дельта АЦП разрядностью 16..24 бита встраиваются в однокристальные микроконтроллеры;
- очень быстрые АЦП необходимы в цифровых осциллографах (используются параллельные и конвеерные АЦП);
- современные весы используют АЦП с разрядностью до 24 бит, преобразующие сигнал непосредственно от тензометрического датчика. (сигма-дельта АЦП);
- АЦП входят в состав радиомодемов и других устройств радиопередачи данных, где используются совместно с процессором ЦОС в качестве демодулятора;
- сверхбыстрые АЦП используются в антенных системах базовых станций и в антенных решётках РЛС.
АЦП превратились из базовых устройств,
имеющих отдельные ограниченные диапазоны
изменения входных сигналов, в более интегрированные,
программируемые микросхемы, предлагающие
несколько различных диапазонов измерения
входных сигналов и программно конфигурируемые
интерфейсы.
Список
используемых источников