Интернет-журнал "Домашняя лаборатория", 2008 №2
Шрифт:
Пятая работа является итоговой, сочетающей в себе основные умения и навыки, полученные при выполнении первых работ. В ходе выполнения пятой работы необходимо из стандартных элементов (таких как монохроматор с ШД, источники света, датчики оптического излучения, АЦП) построить автоматизированный оптический спектрометр, измеряющий спектры поглощения в видимом диапазоне, выполнить его настройку и калибровку, а также получить спектры поглощения неизвестных образцов.
В пособие включено описание принципов организации параллельного интерфейса Centronics (LPT-порта), что позволяет изучить программные методы обмена информацией на низком
Особенностью изложения заданий практикума является отсутствие подробных "пошаговых" инструкций к их выполнению. Это позволяет развивать творческий подход студентов к выполнению работы, заставляет более глубоко изучать теоретический материал и, в дальнейшем, принимать участие в решении более сложных задач курсового и дипломного проектирования.
Способы цифро-аналогового преобразования
Лабораторная работа № 1
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
Изучить основные способы цифро-аналогового преобразования, способы построения цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП) и их основные параметры. Освоить принципы программно-управляемого обмена информацией через параллельный порт и реализовать генератор сигналов специальной формы на основе ЦАП.
ОБОРУДОВАНИЕ:
Макет ЦАП, два регулируемых источника питания 0-15 В, мультиметр, осциллограф, персональный компьютер, соединительные провода.
Рис. 1. Простейший ЦАП с суммированием весовых токов
Рис. 2. Схема ЦАП с R-2R матрицей постоянного импеданса
Рис. 3. Схема инверсного включения ЦАП с R-2R матрицей
Рис. 4. Формирование напряжения по токовому выходу ЦАП
Рис. 5. Структурная схема лабораторной установки по изучению ЦАП
Рис. 6. Принципиальная схема лабораторной установки по изучению ЦАП
Способы аналого-цифрового преобразования
Лабораторная работа № 2
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
Изучить основные способы аналого-цифрового преобразования,
ОБОРУДОВАНИЕ:
Макет АЦП последовательных приближений, два регулируемых источника питания 0-15 В, мультиметр, осциллограф, персональный компьютер, соединительные провода.
Рис. 1. Сравнение различных видов АЦП по разрешению и производительности
Рис. 2. Структурная схема макета лабораторной установки по изучению АЦП последовательных приближений
Рис. 3. Принципиальная схема макета лабораторной установки по изучению АЦП последовательных приближений
Аналоговые ключи. Устройство выборки-хранения
Лабораторная работа № 3
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
Изучить устройство, принцип действия, основные параметры и область применения аналоговых ключей на полевых транзисторах, а также устройство выборки-хранения, построенное на их основе.
ОБОРУДОВАНИЕ:
Макет устройства выборки-хранения, три регулируемых источника питания 0-15 В, мультиметр, двухлучевой осциллограф, генератор низкочастотных импульсов, часы-секундомер, набор конденсаторов, соединительные провода.
КЛЮЧИ НА ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРАХ
Очень часто полевые транзисторы (ПТ) применяются в качестве аналоговых ключей. В силу таких свойств, как малое сопротивление в проводящем состоянии, крайне высокое сопротивление в состоянии отсечки, малые токи утечки и малая емкость, они являются идеальными ключами, управляемыми напряжением, и предназначенными для аналоговых сигналов.
Рис. 1. Последовательная (а) и параллельная (б) схемы ключей
Идеальный последовательный аналоговый ключ (рис. 1,а) ведет себя как совершенный механический выключатель: во включенном состоянии пропускает сигнал Uвх к нагрузке без ослабления или нелинейных искажений, в выключенном — ведет себя как разомкнутая цепь. Он имеет пренебрежимо малую емкость относительно земли и вносит ничтожно малые наводки в сигнал от переключающего его уровня, приложенного к управляющему входу. В схеме параллельного ключа (рис. 1,б) выходное напряжение равно входному при разомкнутом ключе. В этой схеме сопротивление R используется для ограничения тока, протекающего через замкнутый ключ.