3. Вибір і обґрунтування типу АЦП і ЦАП 3.1 Вибір типу АЦП Згідно варіанту, необхідно використати 12-розрядний перетворювач. АЦП, які можуть бути використані в даній курсовій роботі, зведені в таблиці 3.1.1. Таблиця 3.1.1 Основні параметри ряду мікросхем АЦП
Мікросхема Вид перетворення n ,мкс m
К572ПВ1 Послідовне наближення 12 150 48
КР572ПВ1 Послідовне наближення 12 150 40
К1108ПВ2 Послідовне наближення 12 2 40
Тут n - кількість двійкових розрядів, - час перетворення, m - кількість виводів мікросхеми. Керуючись критерієм часу перетворення сигналу в АЦП, я обрав мікросхему К1108ПВ2 ( tпер = 2мкс ). Включаю даний АЦП в однополярному (невід’ємному) режимі. Цифрові виходи АЦП мають логічні рівні ТТЛ - логіки і допускають пряме підключення до каналів МПС.
Типова схема включення ВІС АЦП К1108ПВ2 в однополярному режимі
Основні електричні параметри мікросхеми показані в таблиці 3.1.1. Таблиця 3.1.2 Параметр Мін. Макс.
Число розрядів 12 (
Дифереренційна нелінійність (LD, МР -1 1
Нелінійність (L, МР -2 2
Похибка перетворення в кінцевій точці шкали (FS,МР однополярний режим біполярний режим
-10 -10
10 10
Напруга зміщення нуля на вході U10, мВ однополярний режим біполярний режим
-10 -10
10 10
Час перетворення tc, мкс ( 2,0
Вихідна напруга низького рівня U0L, В ( 0,4
Вихідна напруга високого рівня U0Н, В 2,4 (
Струм живлення від джерела ICC1, мА ( 80
Струм живлення від джерела ICC2, мА ( 150
Вхідна напруга UIRN , В -3,5 5,5
Напруга низького рівня на входах керування -0,1 0,45
Напруга високого рівня на входах керування 2,28 4,75
Споживана потужність Р, Вт ( 1,3
Діапазон температур -10 °С +70 °С
Тип корпусу 2123.40-6
Призначення виводів мікросхеми показані в таблиці 3.1.3. Таблиця 3.1.3 Позначення виводу Призначення
Вхід дозволу зчитування
UТИ Тактовий вхід
Вхід запуску
Сигнал кінця перетворення (готовність даних)
FS Сигнал переповнення
UIRN Аналоговий вхід
UCC1 Напруга джерела живлення (цифр. частина)
U'CC1 Напруга джерела живлення (аналог. частина)
UREF Опорна напруга
Опис та принцип роботи К1108ПВ2 Мікросхема К1108ПВ2 - функціонально закінчений 12-розрядний АЦП для перетворення вхідної напруги в діапазоні 0-5В (чи –2,5-2,5В у біполярному режимі) в прямий двійковий код. Мікросхема розміщена в металокерамічному 40-вивідному корпусі з вертикальним розташуванням виводів. Робочий струм АЦП 5мА. Перетворення відбувається за 14 тактів. В мікросхемі використано класичний спосіб однокомпараторної побудови АЦП ПП. Вихідні каскади з 3-ма станами дозволяють читати результат перетворення одразу на шину даних МП. В ІС вихідний струм ЦАП порівнюється зі струмом вхідного резистора від джерела сигналу і формується логічний сигнал РПН. Стабілізація здійснюється за допомогою вбудованого ДОН. Синхронізація забезпечується імпульсами вбудованого ГТІ з частотою від 300 до 400 кHz. Встановлення РПН у вихідне положення і запуск в режим перетворення здійснюється по зовнішньому сигналу – гасіння і перетворення. По закінченню перетворення АЦП виробляє сигнал “Готовність” і інформація з РПН поступає на цифрові …………… через каскади. Часова діаграма роботи ВІС К1108ПВ2
Структурна схема ВІС АЦП К1108ПВ2
Підімкнення АЦП до МПП 3.2 Вибір ЦАП Згідно варіанту, необхідно використати 12-розрядний ЦАП. ЦАП, які можуть бути використані в даній курсовій роботі, зведені в таблиці 3.2.1. Таблиця 3.2.1 Основні параметри ряду мікросхем ЦАП
Мікросхема n tпер, мкс M
К572ПА2 12 15 48
КР572ПА2 12 15 40
К594ПА1 12 3,5 24
К1108ПА1 12 0,4 - 0,7 24
Тут, як і в попередньому випадку, n – кількість двійкових розрядів, tпер – час перетворення, m – кількість виводів мікросхеми. Як і при виборі АЦП за критерій вибору мікросхеми приймаємо час перетворення. З ряду схем виберемо ЦАП К1108ПА1 (tпер = 0,4 – 0,7 мкс). Ця ЦАП зображена на схемі 3.2.1.
Схема 3.2.1. Включення ІС ЦАП К1108ПА1 з перемичкою для виходу по однополярному струму і різними діапазонами вихідної напруги. Основні електричні параметри мікросхеми : Таблиця 3.2.2 Параметр Мін. Макс.
Число розрядів 12 (
Дифереренційна нелінійність (LD, % 0,024 0,024
Вхідний струм високого рівня I1H, мкА ( 100
Абсолютна похибка перетворення в кінцевій точці шкали (FS,МР -30 30
Час встановлення вихідного струму tS1, нс ( 400
Струм живлення від джерела ICC1, мА 15 15
Струм живлення від джерела ICC2, мА 46 46
Максимальна вихідна напруга U0RN, В -1,0 1,0
Вхідна напруга низького рівня UIL, В 0 0,8
Вхідна напруга високого рівня UIH, В 2 (
Опорна напруга UREF , В 2,2 10,5
Призначення виводів мікросхеми: Таблиця 3.2.3 Номер виводу Призначення виводу
1 напруга джерела живлення Ucc1
2 напруга джерела живлення Ucc2
3 вихід ОП компенсації
4 опорна напруга UREF
5 вивід резистора
6 загальний вивід матриці R-2R
7 вивід резистора
8 аналоговий вихід
9 вивід резистора зворотного зв’язку RO.C1
10 вивід резистора зворотного зв’язку RO.C2
11 вхід ОП компенсації
12 загальний
13 Цифрових вхід 1 (СР)
14-23 Цифрові входи 2-11
24 Цифрових вхід 12 (СР)
Мікросхема 12-розрядного ЦАП типу К1108ПА1 призначена для побудови блоків аналогового вводу/виводу з підвищеною швидкодією. Мікросхема виконує функцію лінійного перетворення 12-розрядного паралельного коду у вихідний однополярний чи біполярний струм. Перетворення здійснюється по принципу сумування двійково-зважених струмів. Рівність струмів досягається за допомогою високої ідентичності елементів інтегральної схеми, а їх стабілізація відбувається від зовнішнього опорного джерела за допомогою спеціальної схеми на основі вбудованого операційного підсилювача. Перетворювач К1108ПА1 виготовлений по біполярній технології з діелектричною ізоляцією. Мікросхема конструктивно оформлена в 24-вивідному герметичному металокерамічному корпусі з вертикальним розташуванням виводів. Функціональна електрична схема ІС ЦАП К1108ПА1
