Реферат: Аналого-цифровое и цифро-аналоговое преобразование сигналов - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Аналого-цифровое и цифро-аналоговое преобразование сигналов

Банк рефератов / Информатика, информационные технологии

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 75 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

12 Курс: Теория информации и кодирования Тема: АНАЛОГО-ЦИФРОВОЕ И ЦИФРО-АНАЛОГОВОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ СИГНАЛОВ СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ 1. ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ 2. ЦИФРОАНАЛОГОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ 3. АНАЛОГОЦИФРОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ Список Литературы ВВЕДЕНИЕ Современный этап в развитии телефонии, радиовещания, телевид е ния, записи и воспроизведения звука характеризуется тенденцией к п е реходу на цифровую форму представления информации. Большинство первичных сигналов (ток, напряжение, скорость, давление и т. д.) представляются в аналоговой форме, и для обработки их с помощью ЭВМ они преобразую т ся в цифровой n -разрядный код. Для управления изменением аналоговых величин по результатам их обработки в ЭВМ необходимо осуществлять обратное преобразование ци ф ровой информации, в аналоговую. Преобразование осуществляется с помощью преобразователей цифро-аналоговых (ЦАП) и аналого-цифровых (АЦП). Существуют ра з личные методы цифроаналогового и аналого-цифрового преобразования, реализующие различные алгоритмы функционирования и соответствующие структуры технической реал и зации. Практическая реализация схем ЦАП и АЦП может быть выполнена на основе одной или нескольких микросхем в зависимости от используемой серии микросхемы и характеристик преобразователя (разря д ности, быстродействия и т. д.). 1. ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ Основными характеристиками преобразователей являются: 1. Динамический диапазон это диапазон изменения входных и выходных величин, который определяется отношением максимального зн а чения входной- X или выходной - Y величин, к минимальным (1) 2. Временные характеристики: период квантования - t; частота квантов а ния f к =1/ t -выбирается в зависимости от спектра сигнала. - Время преобразования - Т пр - интервал времени от начала преобразов а ния до появления выходного сигнала с заданной точностью. Чем выше точность, тем больше время преобразования. Время преобразования х а рактеризует быстродействие. 3. Точность преобразования , которая зависит от погрешностей: квантования, инструментальной и погрешности аппаратуры (чувствител ь ности датчика, шага квантования, разрядности преобразователя, точности обр а ботки ЭВМ и т. д.). 4 . Надежность, достоверность, помехозащищенность , сбои и отк а зы . 2. ЦИФРОАНАЛОГОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ Цифро-аналоговый преобразователь (код-аналог) предназначен для преобразования входного сигнала, заданного в цифровом коде в ан а логовый выходной сигнал. Существует ряд методов цифро-аналогового преобразования. Наиболее распространенным является метод суммирования на одну н а грузку токов или напряжений с весами 2 n с помощью ключей, упра в ляемых входным цифровым кодом (рис. 1). Рис. 1. Схема ЦАП Широко используются ЦАП, выполненные на основе резистивной ма т рицы, схема которого приведена на рис. 2. Рис.2. Схема ЦАП на основе резистивной матрицы Наиболее общие типы электронных ЦАП: 1. широтно-импульсный модулятор — простейший тип ЦАП. Стабильный источник тока или напряжения периодически включается на время, пропорциональное преобразуемому цифровому коду, далее полученная импульсная последовательность фильтруется аналоговым фильтром низких частот. Такой способ часто используется для управления скоростью электромоторов, а также становится популярным в Hi-Fi (класс аппаратуры) аудиотехнике; 2. ЦАП передискретизации , такие как дельта-сигма ЦАП, основаны на изменяемой плотности импульсов. Передискретизация позволяет использовать ЦАП с меньшей разрядностью для достижения большей разрядности итогового преобразования; часто дельта-сигма ЦАП строится на основе простейшего однобитного ЦАП, который является практически линейным. На ЦАП малой разрядности поступает импульсный сигнал с модулированной плотностью импульсов (c постоянной длительностью импульса, но с изменяемой скважностью), создаваемый с использованием отрицательной обратной связи. Отрицательная обратная связь выступает в роли фильтра высоких частот для шума квантования. Большинство ЦАП большой разрядности (более 16 бит) построены на этом принципе вследствие его высокой линейности и низкой стоимости. Быстродействие дельта-сигма ЦАП достигает сотни тысяч отсчетов в секунду, разрядность — до 24 бит. Для генерации сигнала с модулированной плотностью импульсов может быть использован простой дельта-сигма модулятор первого порядка или более высокого порядка как MASH (англ. Multi stage noise SHaping). С увеличением частоты передискретизации смягчаются требования, предъявляемые к выходному фильтру низких частот и улучшается подавление шума квантования; 3. взвешивающий ЦАП , в котором каждому биту преобразуемого двоичного кода соответствует резистор или источник тока, подключенный на общую точку суммирования. Сила тока источника (проводимость резистора) пропорциональна весу бита, которому он соответствует. Таким образом, все ненулевые биты кода суммируются с весом. Взвешивающий метод один из самых быстрых, но ему свойственна низкая точность из-за необходимости наличия набора множества различных прецизионных источников или резисторов. По этой причине взвешивающие ЦАП имеют разрядность не более восьми бит; 4. цепная R-2R схема является вариацией взвешивающего ЦАП. В R-2R ЦАП взвешенные значения создаются в специальной схеме, состоящей из резисторов с сопротивлениями R и 2R. Это позволяет существенно улучшить точность по сравнению с обычным взвешивающим ЦАП, т.к. сравнительно просто изготовить набор прецизионных элементов с одинаковыми параметрами. Недостатком метода является более низкая скорость вследствие паразитной емкости; 5. сегментный ЦАП содержит по одному источнку тока или резистору на каждое возможное значение выходного сигнала. Так, например, восьмибитный ЦАП этого типа содержит 255 сегментов, а 16-битный — 65535. Теоретически, сегментные ЦАП имеют самое высокое быстродействие, т.к. для преобразования достаточно замкнуть один ключ, соответствующий входному коду; 6. гибридные ЦАП используют комбинацию перечисленных выше способов. Большинство микросхем ЦАП относится к этому типу; выбор конкретного набора способов является компромиссом между быстродействием, точностью и стоимостью ЦАП. 3. АНАЛОГОЦИФРОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ Аналого-цифровой преобразователь (аналог - код) предназначен для преобразования аналоговой величины в цифровой код. Схема АЦП зав и сит от метода преобразования и способа его реализации. Ряд схем АЦП содержит в своем составе ЦАП. Существует ряд методов аналого-цифрового преобразования: последов а тельного счета; поразрядного уравновешивания; двойного интегриров а ния; с преобразованием напряжения в частоту; параллельного преобраз о вания. Наиболее часто используется метод поразрядного уравновешивания (последовательного преобразования), при этом последовательно формирую т ся коды, начиная с цифры старшего разряда 2 n-1 и завершая младшим (первым). Эти коды поступают на ЦАП, выход которого, сравнивается со вхо д ным сигналом. Рис. 3. Схема ЦАП В схеме приняты следующие условные обозначения: РПП - регистр последовательных преобразований; ГТИ - генератор тактовых и м пульсов. При нажатии кнопки пуск ГТИ заносит в старший разряд РПП ед и ницу, при этом код преобразуется в аналоговый сигнал и сравнивается с входным сигналом - Uвх . В зависимости от выхода компаратора ГТИ записывает “1” в следующий разряд, а предыдущий разряд, либо о с тавляется без изменения, либо обнуляется. В Фибоначчевых АЦП для поразрядного уравновешивания используются 1-числа Фибоначчи (1, 1, 2, 3, 5, 8, . . .). Достоинство Фибоначчевых АЦП: избыточность кода Фибоначчи позволяет обнаруживать и испра в лять ошибки при наличии помех. Пример 1 . В результате квантования по уровню значение сигнала выдается в двоичном коде с ценой младшего разряда равного шагу квантов а ния. Определить необходимое число двоичных разрядов и количество уровней квантования при условии, что приведенная сре д неквадратическая ошибка квантования не превышает 0,3%. Решение: При заданном способе квантования погрешность квант о вания отрицательная и может принимать значения от 0 до x . Где x шаг ква н тования. Среднеквадратическая ошибка квантования равна: Приведенная среднеквадратическая ошибка квантования равна: Если N - количество интервалов разбиения динамического диапаз о на изменения входного сигнала, то количество уровней квантования- m равно . Количество двоичных разрядов двоичного кода . Принимаем n = 7 , т. е. для кодирования квантованного сигнала в двоичном коде, с ценой младшего разряда равного шагу квантования и точн о стью не ниже 0,3% , необходим семиразрядный двоичный код. Пример 2 . Случайный процесс с корреляционной функцией R ( ) квантуется с шагом t. Найти погрешность представления такого пр о цесса рядом Котел ь никова в зависимости от параметров и t если Решение: Спектральная плотность этого процесса равна Определим погрешность, связанную с усечением спектра сигнала по форм у ле: Найдем значения спектральных плотностей При этом выражение для погрешности усечения случайного сигнала имеет вид Подставив значение F = 1/2 t, определяемое в соответствии с те о ремой Котельникова, найдем . Если задана величина погрешности, можно определить шаг квант о вания. Список Литературы 1. Быстродействующие интегральные микросхемы ЦАП и АЦП и измерение их параметров. Под редакцией Марцинкявючеса. М.: Радио и связь. 1988 – 224с. 2. Валах В.В., Григорьев В.Ф., Быстродействующие АЦП для измерения формы случайных сигналов М.: Приборы и техника эксперемента. 1987. №4 с.86-90 3. Жан М. Рабаи, Ананта Чандракасан, Боривож Николич Цифровые интегральные схемы. Методология проектирования = Digital Integrated Circuits. — 2-ое изд. — М.: «Вильямс», 2007. — С. 912. 4. Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника.: Учебное пособие для вузов:-2-е издание, переработанное и дополненное-СПб: БХВ - петербург, 2005. - 800с. 5. Федерков Б.Г., Телец В.А., Микросхемы ЦАП и АЦП: функционирование, параметры, применение. М.: Энергоиздат, 1990. – 320с. 6. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. В 3-х томах: Т. 2. Пер. с англ. — 4-е изд., перераб. и доп.— М.: Мир, 1993. — 371 с.
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Чтобы снизить смертность, надо чтобы умирать было невыгодно, поэтому в России повышаются цены на похороны.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по информатике и информационным технологиям "Аналого-цифровое и цифро-аналоговое преобразование сигналов", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru