Àíàëîãîâî-öèôðîâîé ïðåîáðàçîâàòåëü

Èíñòèòóò Ïåðåïîäãîòîâêè Êàäðîâ

Óðàëüñêîãî Ãîñóäàðñòâåííîãî Òåõíè÷åñêîãî Óíèâåðñèòåòà

Êàôåäðà ìèêðîïðîöåññîðíîé òåõíèêè

Îöåíêà ðàáîòû

×ëåíû êîìèññèè

ÀÖÏ ÄËß ÈÇÌÅÐÅÍÈß ÔÎÐÌÛ ÑËÓ×ÀÉÍÎÃÎ

ÝËÅÊÒÐÈ×ÅÑÊÎÃÎ ÑÈÃÍÀËÀ

Êóðñîâàÿ ðàáîòà

Ïîÿñíèòåëüíàÿ çàïèñêà

Ðóêîâîäèòåëü

ê.ò.í. äîöåíò Ä.Ã.Ìàòþíèí

Ñëóøàòåëü

Ãðóïïà ÑÏ-913 À.À.Ñîêîëîâ

ÅÊÀÒÅÐÈÍÁÓÐÃ

1997

ÑÎÄÅÐÆÀÍÈÅ

ÏÎÑÒÀÍÎÂÊÀ ÇÀÄÀ×È……………………………………………………-

ÂÂÅÄÅÍÈÅ……………………………………………………………………………3

1. ÑÒÐÓÊÒÓÐÍÀß ÑÕÅÌÀ ÀÖÏ…………………………………4

2. ÁÓÔÅÐÍÛÉ ÓÑÈËÈÒÅËÜ…………………………………………6

3. ÈÑÒÎ×ÍÈÊ ÎÏÎÐÍÎÃÎ ÍÀÏÐßÆÅÍÈß………………7

4. ÑÕÅÌÀ ÇÀÏÓÑÊÀ………………………………………………………8

5. ÀÖÏ ÊÐ1107ÏÂ2………………………………………………………9

6. ÊÏÓ "ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ ÌÑ 2702" …………………12

7. ÏÐÎÃÐÀÌÌÀ ÐÀÁÎÒÛ ÊÎÍÒÐÎËËÅÐÀ………………13

ÇÀÊËÞ×ÅÍÈÅ………………………………………………………………………15

ÏÐÈËÎÆÅÍÈÅ 1…………………………………………………………………16

ÏÐÈËÎÆÅÍÈÅ 2…………………………………………………………………17

ÏÐÈËÎÆÅÍÈÅ 3…………………………………………………………………18

ÁÈÁËÈÎÃÐÀÔÈ×ÅÑÊÈÉ ÑÏÈÑÎÊ…………………………………19

ÒÅÕÍÈ×ÅÑÊÎÅ ÇÀÄÀÍÈÅ

Ïðîåêòèðîâàíèå âîñüìèðàçðÿäíîãî áûñòðîäåéñòâóþùåãî ÀÖÏ äëÿ íàáëþäåíèÿ ôîðìû ñèãíàëà ñíèìàåìîãî ñ ÔÝÓ.

Îñîáûå äîïîëíèòåëüíûå ñâåäåíèÿ: Âõîäíîå ñîïðîòèâëåíèå 75 îì

Èçìåðÿåìûå âõîäíûå àìïëèòóäû 0-2Â

Èçìåðÿåìûå âðåìåíà îò 10S äî 1 mS

Ïîãðåøíîñòè â èçìåðåíèè àìïëèòóäû è âðåìåíè íå áîëåå 5%

-3-

ÂÂÅÄÅÍÈÅ

Ïîñëåäíèå äåñÿòèëåòèÿ îáóñëîâëåíû øèðîêèì âíåäðåíèåì â îòðàñëè íàðîäíîãî õîçÿéñòâà ñðåäñòâ ìèêðîýëåêòðîíèêè è âû÷èñëèòåëüíîé òåõíèêè, îáìåí èíôîðìàöèåé ñ êîòîðûìè îáåñïå÷èâàåòñÿ ëèíåéíûìè àíàëîãîâûìè è öèôðîâûìè ïðåîáðàçîâàòåëÿìè (ÀÖÏ è ÖÀÏ).

Ñîâðåìåííûé ýòàï õàðàêòåðèçóåòñÿ áîëüøèõ è ñâåðõáîëüøèõ èíòåãðàëüíûõ ñõåì ÖÀÏ è ÀÖÏ îáëàäàþùèìè âûñîêèìè ýêñïëóàòàöèîííûìè ïàðàìåòðàìè: áûñòðîäåéñòâèåì, ìàëûìè ïîãðåøíîñòÿìè, ìíîãîðàçðÿäíîñòüþ. Âêëþ÷åíèå ÁÈÑ ÖÀÏ è ÀÖÏ åäèíûì, ôóíêöèîíàëüíî çàêîí÷åííûì áëîêîì ñèëüíî óïðîñòèëî âíåäðåíèå èõ â ïðèáîðû è óñòàíîâêè, èñïîëüçóåìûå êàê â íàó÷íûõ èññëåäîâàíèÿõ, òàê è â ïðîìûøëåííîñòè è äàëî âîçìîæíîñòü áûñòðîãî îáìåíà èíôîðìàöèåé ìåæäó àíàëîãîâûìè è öèôðîâûìè óñòðîéñòâàìè.

-4-

1. ÑÒÐÓÊÒÓÐÍÀß ÑÕÅÌÀ ÀÖÏ

ÑÒÐÓÊÒÓÐÍÀß ÑÕÅÌÀ ÀÖÏ ÏÐÅÄÑÒÀÂËÅÍÀ ÍÀ ÐÈÑ. 1.1

ÑÒÐÓÊÒÓÐÍÀß ÑÕÅÌÀ ÀÖÏ

ÐÈÑ 1.1

ÎÍÀ ÑÎÄÅÐÆÈÒ ÁÓÔÅÐÍÛÉ ÓÑÈËÈÒÅËÜ (ÁÓ), ÏÎÑÐÅÄÑÒÂÎÌ ÊÎÒÎÐÎÃÎ ÎÑÓÙÅÑÒÂËßÅÒÑß ÐÀÇÂßÇÊÀ ÂÛÑÎÊÎÉ ÂÕÎÄÍÎÉ ¨ÌÊÎÑÒÈ ÀÖÏ ÌÈÊÐÎÑÕÅÌÛ ÊÐ1107ÏÂ2 ÎÒ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÀ ÑÈÃÍÀËÀ. ÈÑÒÎ×ÍÈÊ ÎÏÎÐÍÎÃÎ ÍÀÏÐßÆÅÍÈß (ÈÎÍ) ÑËÓÆÈÒ ÄËß ÏÈÒÀÍÈß ÄÅËÈÒÅËß ÍÀÏÐßÆÅÍÈß Â ÀÖÏ, ÄËß ÏÎÄÀ×È ÎÏÎÐÍÛÕ ÊÂÀÍÒÎÂÀÍÍÛÕ ÍÀÏÐßÆÅÍÈÉ ÍÀ ÊÎÌÏÀÐÀÒÎÐÛ. ÎÖÈÔÐÎÂÊÀ ÂÕÎÄÍÎÃÎ ÀÍÀËÎÃÎÂÎÃÎ ÑÈÃÍÀËÀ ÎÑÓÙÅÑÒÂËßÅÒÑß Â ÀÖÏ (ÌÈÊÐÎÑÕÅÌÀ ÊÐ1107ÏÂ2), ÊÎÒÎÐÀß ÏÐÅÎÁÐÀÇÓÅÒ ÀÍÀËÎÃÎÂÛÉ ÑÈÃÍÀË ÀÌÏËÈÒÓÄÎÉ 02 Â Ñ ×ÀÑÒÎÒÎÉ ÏÐÅÎÁÐÀÇÎÂÀÍÈß ÍÅ ÁÎËÅÅ 20 ÌÃÖ Â ÂÎÑÜÌÈÁÈÒÍÛÉ ÂÛÕÎÄÍÎÉ ÊÎÄ, ÂÈÄ ÊÎÒÎÐÎÃÎ ÎÏÐÅÄÅËßÅÒÑß ÏÐÎÃÐÀÌÍÎ, ÏÎÄÀ×ÅÉ ÄÂÓÕÁÈÒÍÎÃÎ ÊÎÄÀ ÍÀ ÂÕÎÄÛ 36, 41 ÌÈÊÐÎÑÕÅÌÛ. ÂÛÕÎÄÍÎÉ ÊÎÄ, ×ÅÐÅÇ ÌÀÃÈÑÒÐÀËÜÍÛÉ ÓÑÈËÈÒÅËÈ (ÌÓ1, ÌÓ2) ÏÎÑÒÓÏÀÅÒ ÍÀ ÏÎÐÒ Ð ÊÎÍÒÐÎËËÅÐÀ ÂÂÎÄÀ-ÂÛÂÎÄÀ ÊÐ580ÂÂ55 ÇÀÏÐÎÃÐÀÌÌÈÐÎÂÀÍÍÎÃÎ ÍÀ ÂÂÎÄ, À ÇÀÒÅÌ Â ÇÀÂÈÑÈÌÎÑÒÈ ÎÒ ÏÐÎÃÐÀÌÌÛ ËÈÁÎ Â ÎÇÓ ÈÑÏÎËÜÇÓÅÌÎÃÎ Â ÄÀÍÍÎÉ ÑÕÅÌÅ ÏÐÎÃÐÀÌÌÈÐÓÅÌÎÃÎ

-5-

ÓÍÈÂÅÐÑÀËÜÍÎÃÎ ÊÎÍÒÐÎËËÅÐÀ (ÊÏÓ) "ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ ÌÑ2702", ËÈÁÎ ×ÅÐÅÇ ÏÎÐÒ ÐÀ, ÇÀÏÐÎÃÐÀÌÌÈÐÎÂÀÍÍÎÃÎ ÍÀ ÂÛÕÎÄ, ÂÛÂÎÄÈÒÑß ÍÀ ÑÎÏÐßÃÀÅÌÛÉ ÊÎÍÒÐÎËËÅÐ ÄËß ÎÁÐÀÁÎÒÊÈ ÄÀÍÍÛÕ 1.

ÑÅÄÜÌÎÉ ÁÈÒ ÏÎÐÒÀ ÐÑ ÈÑÏÎËÜÇÓÅÒÑß ÊÀÊ ÑÒÐÎÁÈÐÓÞÙÈÉ ÀÖÏ ÊÀÍÀË.  ÝÒÎÒ ÁÈÒ ÂÛÑÒÀÂËßÅÒÑß ËÎÃÈ×ÅÑÊÀß ÅÄÅÍÈÖÀ Ñ ×ÀÑÒÎÒÎÉ, ÎÏÐÅÄÅËßÅÌÎÉ ÏÐÎÃÐÀÌÌÎÉ ÊÎÍÒÐÎËËÅÐÀ.

ÇÀÏÓÑÊ ÀÖÏ ÍÀ ÏÐÅÎÁÐÀÇÎÂÀÍÈÅ ÐÅÀËÈÇÎÂÀÍ ÏÐÎÃÐÀÌÌÍÎ. ÏÐÈ ÏÎÌÎÙÈ ÑÕÅÌÛ ÇÀÏÓÑÊÀ, ÑÎÄÅÐÆÀÙÅÉ ÊÎÌÏÀÐÀÒÎÐÛ, ÑÐÀÁÀÒÛÂÀÞÙÅÉ ÎÒ ÎÒÐÈÖÀÒÅËÜÍÎÃÎ ÑÈÃÍÀËÀ ÀÌÏËÈÒÓÄÎÉ –1Ì ÄÎ –4Â È RS-ÒÐÈÃÃÅÐÀ, ÂÛÕÎÄÍÛÌ ÑÈÃÍÀËÎÌ ÊÎÒÎÐÎÃÎ ÏÎÄÀÍÍÛÌ ÍÀ ÁÈÒ Ñ7 ÏÎÐÒÀ ÐÑ , ÇÀÏÓÑÊÀÅÒÑß ÏÐÎÃÐÀÌÌÀ ÏÐÅÎÁÐÀÇÎÂÀÍÈß ÀÖÏ. ÁÈÒ Ñ5 ÏÎÐÒÀ ÐÑ ÈÑÏÎËÜÇÓÅÒÑß ÊÀÊ ÊÀÍÀË ÑÈÃÍÀËÀ ÃÎÒÎÂÍÎÑÒÈ Ê ÍÀ×ÀËÓ ÏÐÅÎÁÐÀÇÎÂÀÍÈß.

-6-

2. ÁÓÔÅÐÍÛÉ ÓÑÈËÈÒÅËÜ

ÕÀÐÀÊÒÅÐÍÎÉ ÎÑÎÁÅÍÍÎÑÒÜÞ ÌÈÊÐÎÑÕÅÌÛ ÊÐ1107ÏÂ2 ßÂËßÅÒÑß ÁÎËÜØÀß ÂÕÎÄÍÀß ¨ÌÊÎÑÒÜ (ÁÎËÅÅ 100 ÏÔ).  ÑÂßÇÈ Ñ ÝÒÈÌ, ÏÐÈ ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÈÈ ÝÒÈÕ ÌÈÊÐÎÑÕÅÌ Â ÈÇÌÅÐÈÒÅËÜÍÛÕ ÓÑÒÐÎÉÑÂÀÕ ÂÎÇÍÈÊÀÅÒ ÍÅÎÁÕÎÄÈÌÎÑÒÜ Â ÁÓÔÅÐÍÎÌ ÊÀÑÊÀÄÅ ÄËß ÐÀÇÂßÇÊÈ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÀ ÑÈÃÍÀËÀ ÎÒ ÅÌÊÎÑÒÍÎÉ ÍÀÃÐÓÇÊÈ. ÏÐÈ ×ÅÌ ÍÀ ÝÒÎÒ ÊÀÑÊÀÄ ÍÀÊËÀÄÛÂÀÞÒÑß ÂÅÑÜÌÀ ÆÅÑÒÊÈÅ ÒÐÅÁÎÂÀÍÈß ÏÎ ÑÒÀÁÈËÜÍÎÑÒÈ ÊÎÝÔÔÈÖÈÅÍÒÀ ÓÑÈËÅÍÈß, ÒÅÐÌÎÑÒÀÁÈËÜÍÎÑÒÈ, ÏÎËÎÑÅ ÏÐÎÏÓÑÊÀÍÈß, ÒÀÊ ÆÅ ÒÐÅÁÓÅÒÑß ÂÛÑÎÊÎÅ ÂÕÎÄÍÎÅ ÑÎÏÐÎÒÈÂËÅÍÈÅ, ×ÒÎÁÛ ÍÅ ÂÍÎÑÈÒÜ ÏÎÃÐÅØÍÎÑÒÈ Â ÈÇÌÅÐßÅÌÛÉ ÑÈÃÍÀË ÈËÈ ÂÕÎÄÍÎÅ ÑÎÏÐÎÒÈÂËÅÍÈÅ, ÐÀÂÍÎÅ ÂÎËÍÎÂÎÌÓ ÑÎÏÐÎÒÈÂËÅÍÈÞ ÊÀÁÅËß, ÑÎÅÄÈÍßÞÙÅÃÎ ÈÑÒÎ×ÍÈÊ ÑÈÃÍÀËÀ È ÀÖÏ.

ÑÕÅÌÀ, ÓÊÀÇÀÍÀß ÍÀ ÐÈÑ. 2.1 ÌÎÆÅÒ ÐÀÁÎÒÀÒÜ Ñ ¨ÌÊÎÑÒÜÞ ÍÀÃÐÓÇÊÈ ÄÎ 300 ÏÔ Ñ ÏÎËÎÑÎÉ ÏÐÎÏÓÑÊÀÍÈß ÄÎ 20 ÌÃÖ, ÍÅËÈÍÅÉÍÎÑÒÜ À×Õ - 0,2  È ÊÎÝÔÔÈÖÈÅÍÒ ÏÅÐÅÄÀ×È ÐÀÂÍÛÉ 1.

ÎÑÍÎÂÀ ÁÓÔÅÐÍÎÃÎ ÍÅÈÍÂÅÐÒÈÐÓÞÙÅÃÎ ÓÑÈËÈÒÅËß - ÄÈÔÔÅÐÅÍÖÈÀËÜÍÛÉ ÊÀÑÊÀÄ, ÑÎÁÐÀÍÍÛÉ ÍÀ ÒÐÀÍÇÈÑÒÎÐÀÕ VT1 È VT2. ÍÀÃÐÓÇÊÎÉ ÅÃÎ ßÂËßÅÒÑß ÑÕÅÌÀ – "ÒÎÊÎÂÎÅ ÇÅÐÊÀËÎ" ÍÀ ÌÈÊÐÎÑÁÎÐÊÅ ÈÇ ÄÂÓÕ ÏÎÄÎÁÐÀÍÍÛÕ ÏÎ ÕÀÐÀÊÒÅÐÈÑÒÈÊÀÌ ÒÐÀÍÇÈÑÒÎÐÀÕ (DA1).

ÍÀ ÂÛÕÎÄÅ ÑÎÁÐÀÍ ÝÌÈÒÒÅÐÍÛÉ ÏÎÂÒÎÐÈÒÅËÜ ÍÀ ÒÐÀÍÇÈÑÒÎÐÅ VT6, ÑÎÃËÀÑÎÂÀÍÍÛÉ Ñ ÄÈÔÔÅÐÅÍÖÈÀËÜÍÛÌ ÊÀÑÊÀÄÎÌ È Ñ ÒÎÊÎÂÛÌ ÏÎÂÒÎÐÈÒÅËÅÌ VT4. ÐÅÇÈÑÒÎÐÛ R1-R3 ÎÁÐÀÇÓÞÒ ÄÅËÈÒÅËÜ ÍÀÏÐßÆÅÍÈß ÄËß ÏÎÄÑÒÐÎÉÊÈ "0" ÍÀ ÂÛÕÎÄÅ ÓÑÈËÈÒÅËß ÁÅÇ ÑÈÃÍÀËÀ ÍÀ ÂÕÎÄÅ. ÍÀ ÒÐÀÍÇÈÑÒÎÐÀÕ VT3-VT4 È ÄÈÎÄÀÕ VD1-VD3 ÑÎÁÐÀÍÛ ÄÂÀ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÀ ÒÎÊÀ ÄËß ÏÈÒÀÍÈß ÄÈÔÔÅÐÅÍÖÈÀËÜÍÎÃÎ ÊÀÑÊÀÄÀ È ÒÎÊÎÂÎÃÎ ÏÎÂÒÎÐÈÒÅËß./2/

ÏÐÈÍÖÈÏÈÀËÜÍÀß ÝËÅÊÒÐÈ×ÅÑÊÀß ÑÕÅÌÀ ÁÓÔÅÐÍÎÃÎ ÓÑÈËÈÒÅËß

Ðèñ 2.1

-7-

3. ÈÑÒÎ×ÍÈÊ ÎÏÎÐÍÎÃÎ ÍÀÏÐßÆÅÍÈß

ÏÀÐÀËËÅËÜÍÛÅ ÀÖÏ, ÒÀÊÈÅ ÊÀÊ ÈÑÏÎËÜÇÓÅÌÀß ÌÈÊÐÎÑÕÅÌÀ ÊÐ1107ÏÂ2 ÏÎÑÒÐÎÅÍÛ ÍÀ ÏÐÈÍÖÈÏÅ ÎÄÍÎÂÐÅÌÅÍÍÎÃÎ ÑÐÀÂÍÈÂÀÍÈß (ÏÐÅÎÁÐÀÇÎÂÀÍÈß) ÑÈÃÍÀËÀ ÏÓÒ¨Ì ÊÂÀÍÒÎÂÀÍÈß Ñ ÏÎÌÎÙÜÞ ÍÀÁÎÐÀ ÊÎÌÏÀÐÀÒÎÐÎÂ, ÍÀ ÎÄÈÍ ÂÕÎÄ ÊÎÒÎÐÛÕ ÏÎÄÀ¨ÒÑß ÈÑÑËÅÄÓÅÌÛÉ ÑÈÃÍÀË, À ÍÀ ÄÐÓÃÎÉ ÊÂÀÍÒÎÂÀÍÍÛÅ ÏÎ ÓÐÎÂÍÞ ÎÏÎÐÍÎÃÎ ÍÀÏÐßÆÅÍÈß. ÎÍÈ ÑÎÇÄÀÞÒÑß ÏÐÅÖÈÇÈÎÍÍÛÌ ÄÅËÈÒÅËÅÌ ÍÀÏÐßÆÅÍÈß , ÊÎÒÎÐÛÉ ÏÈÒÀÅÒÑß ÎÒ ÂÍÅØÍÅÃÎ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÀ ÎÏÎÐÍÎÃÎ ÍÀÏÐßÆÅÍÈß, Ê ÍÅÌÓ ÏÐÅÄÚßÂËßÞÒÑß ÂÛÑÎÊÈÅ ÒÐÅÁÎÂÀÍÈß ÏÎ ÑÒÀÁÈËÜÍÎÑÒÈ ÂÛÕÎÄÍÎÃÎ ÍÀÏÐßÆÅÍÈß, ÒÀÊ ÊÀÊ ÎÍÎ Â ÁÎËÜØÅÉ ÑÒÅÏÅÍÈ ÎÏÐÅÄÅËßÅÒ ÏÎÃÐÅØÍÎÑÒÜ ÀÖÏ.

ÏÐÈÍÖÈÏÈÀËÜÍÀß ÑÕÅÌÀ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÀ ÎÏÎÐÍÎÃÎ ÍÀÏÐßÆÅÍÈß ÏÐÅÄÑÒÀÂËÅÍÀ ÍÀ ÐÈÑ. 3.1

ÎÍ ÂÛÄÀ¨Ò ÑÒÀÁÈËÈÇÈÐÎÂÀÍÍÎÅ ÍÀÏÐßÆÅÍÈÅ ÐÀÂÍÎÅ 2Â, Ñ ÒÎ×ÍÎÑÒÜÞ 0,01   ÄÈÀÏÀÇÎÍÅ ÒÅÈÏÅÐÀÒÓÐ ÎÒ –20 ÄÎ +40  Ñ.

ÂÛÕÎÄÍÎÅ ÍÀÏÐßÆÅÍÈÅÔÎÐÌÈÐÓÅÒÑß ÊÀÊ ÐÀÇÍÈÖÀ ÌÅÆÄÓ ÏÀÄÅÍÈÅÌ ÍÀÏÐßÆÅÍÈß ÍÀ ÑÂÅÒÎÄÈÎÄÅ VD1 È ÝÌÈÒÒÅÐÍÎÌ ÏÅÐÅÕÎÄÅ ÒÐÀÍÇÈÑÒÎÐÀ VT2. ÎÁÀ ÝÒÈ ÍÀÏÐßÆÅÍÈß ÈÌÅÞÒ ÎÒÐÈÖÀÒÅËÜÍÛÉ ÒÅÌÏÅÐÀÒÓÐÍÛÉ ÊÎÝÔÔÈÖÈÅÍÒ 2ÌÂ/ÃÐÀÄ. ,  ÑËÅÄÑÒÂÈÈ ×ÅÃÎ ÍÀÏÐßÆÅÍÈÅ ÍÀ ÐÅÇÈÑÒÎÐÀÕ R2 È R3 ÒÅÐÌÎÑÒÀÁÈËÜÍÎ. ÒÐÀÍÇÈÑÒÎÐÛ ÑÁÎÐÊÈ VT1, ÐÅÇÈÑÒÎÐ R1 È ÄÈÎÄ VD2 ÎÁÐÀÇÓÞÒ ÑÒÀÁÈËÈÇÀÒÎÐ ÒÎÊÀ ÑÂÅÒÎÄÈÎÄÀ VD1.  ÑÂßÇÈ Ñ ÒÅÌ, ×ÒÎ ÒÅÌÏÅÐÀÒÓÐÍÛÉ ÊÎÝÔÔÈÖÈÅÍÒ