Принцип действия и схема исследуемой цепи
Широтно-импульсный модулятор (ШИМ) является одним из вариантов цифро-аналогового преобразователя (ЦАП), выходной сигнал которого, переключается между двумя уровнями, например, 0 и +5 В. При постоянном периоде выходного сигнала ШИМ меняется продолжительность интервала времени, когда выходной сигнал равен +5 В и пропорционально изменяется среднее значение напряжения на выходе ШИМ. Для реализации ШИМ, в простейшем случае, можно использовать выход логического элемента, переключаемого между уровнями логического 0 (0 В) и 1 (+5 В). Недостаток ШИМ – значительная пульсация выходного напряжения, требующая применения фильтра высоких частот, выделяющего среднее значение сигнала.
В эксперименте испытывается один из вариантов ШИМ, выполненный на основе схемы сравнения двоичных чисел. Выходной сигнал ШИМ фильтруется двумя последовательно включенными интегрирующими RC-цепями.
Схемы электрические соединений
Схема электропитания блока испытания цифровых устройств
Схема тестирования широтно-импульсного модулятора
на наборном поле блока испытания цифровых устройств А1
Схема тестирования ШИМ основана на схеме испытания миниблока сравнения двоичных чисел (см. раздел 2.3).
Импульсы частотой 100 Гц от встроенного в блок испытания цифровых устройств генератора поступают на вход двоичного счетчика (4, рис.1, набор 600.11.1). Выход двоичного счетчика подключен к входу А миниблока сравнения двоичных чисел (2, рис. 1, набор 600.11.1). Пока число на выходе счетчика меньше числа установленного тумблерами на входе В миниблока сравнения, сигнал на выходе A<B этого блока равен 1 (+5 В). Когда числа на входах А и В сравняются, а затем число А превысит В выход A<B перейдет в состояние 0. Таким образом длительность импульса напряжения +5 В на выходе A<B пропорциональна двоичному числу, установленному на входе В миниблока сравнения. Период повторения импульсов на выходе миниблока сравнения равен 16 периодам тактовой частоты 100 Гц, т. е. частота импульсов ШИМ 100/16=6,25 Гц. Для сглаживания пульсаций выходного напряжения ШИМ используются две последовательно соединенные интегрирующие RC цепочки (миниблок 6, рис. 1, набор 600.11.1). Выходное напряжение ШИМ измеряется вольтметром (мультиметром). Неиспользуемые входы логических элементов подключены через вспомогательный миниблок из набора 600.11 к шинам питания.
|
|
|
Перечень аппаратуры
| Обозначение | Наименование | Тип | Параметры |
| G1 | Однофазный источник питания | 218 | ~ 220 В / 16 А |
| А1 | Блок испытания цифровых устройств | 219 | Индикаторы и источники логических сигналов. Питание +5 В, 1 А |
| Набор миниблоков | 600.11 | 24 миниблока | |
| Набор миниблоков | 600.11.1 | 8 миниблоков | |
| Мультиметр | MY65 | Измерение U,I |
|
|
|
Указания по проведению эксперимента
- Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания.
- Соедините аппаратуру в соответствии со схемой электропитания.
- Соберите тестируемую цепь на наборном поле блока испытания цифровых устройств А1.
- Включите устройство защитного отключения и автоматический выключатель в однофазном источнике питания G1.
- Включите выключатель «СЕТЬ» блока испытания цифровых устройств А1.
- Протестируйте работу схемы. При необходимости изменения исследуемой схемы отключите выключатель «СЕТЬ» блока испытания цифровых устройств А1, измените схему, включите выключатель «СЕТЬ».
- Последовательно установите тумблерами 0, 1, 2, 3 двоичные числа от
до 
на входе В миниблока сравнения (2, рис. 1) и измерьте для каждого числа выходное напряжение ШИМ с помощью мультиметра. Результаты занесите в таблицу. Для измерения напряжения питания логических элементов 
мультиметр подключите непосредственно к гнездам наборного поля блока испытания цифровых устройств.
|
|
|
| Напряжение питания логических элементов | ||||
| Вход В
(дес.) | Вход В (двоичн.) | Выходное напряжение ШИМ, В | ||
Измеренное
| Расчетное
| Абсолютная погрешность
| ||
| 0 | 0000 | |||
| 1 | 0001 | |||
| 2 | 0010 | |||
| 3 | 0011 | |||
| 4 | 0100 | |||
| 5 | 0101 | |||
| 6 | 0110 | |||
| 7 | 0111 | |||
| 8 | 1000 | |||
| 9 | 1001 | |||
| 10 | 1010 | |||
| 11 | 1011 | |||
| 12 | 1100 | |||
| 13 | 1101 | |||
| 14 | 1110 | |||
| 15 | 1111 | |||
Расчетное значение выходного напряжения определите по формуле
.
Определите абсолютную погрешность выходного напряжения ШИМ.
- По завершении работы отключите выключатель «СЕТЬ» блока испытания цифровых устройств А1 и автоматический выключатель в однофазном источнике питания G1.
3. Сборка и тестирование аналого-цифровых преобразователей
3.1. Испытание аналогового компаратора
- Принцип действия и схема тестируемой цепи
- Схемы электрические соединений
- Перечень аппаратуры
- Указания по проведению эксперимента
Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 379; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!