LAB_ADC
.pdf11
Для запуска РУ на вход первого (старшего) триггера завести прямые выходы всех триггеров, объединенные по логической функции «ИЛИ-НЕ»
(Simulink / Logic and Bit Operations / Logical Operator).
Создав схему, сгруппировать ее в отдельный элемент (Subsystem). Входом РУ должен быть синхросигнал CLK (с последующей его инверсией), выходами – прямые выходы триггеров.
Подключить к входу CLK генератор синхросигналов.
Ввести в схему осциллограф (Simulink / Sinks / Scope), у которого установить количество входов (m + 1). Подключить к первому входу осциллографа выход генератора синхросигналов, а к остальным – выходы РУ. Промоделировать работу РУ и убедиться, что он функционирует правильно (на каждом такте работы значение «1» должно быть на выходе у соответствующего триггера).
2.3.Построить регистр (РГ). Элементы РГ строятся на базе асинхронных RS-триггеров (Simulink Extras / Flip Flops). Синхронизация осуществляется за счет дополнительных логических элементов на входах триггеров.
Создав схему, сгруппировать ее в отдельный элемент (Subsystem). Входами РГ должны быть синхросигнал (CLK), сигнал сброса (RESET) и выходы РУ, выходами – прямые выходы триггеров.
Ввести в схему осциллограф (Simulink / Sinks / Scope), у которого установить количество входов (m + 1). Подключить к первому входу осциллографа выход генератора синхросигналов, а к остальным – выходы РГ. Промоделировать работу РГ и убедиться, что он функционирует правильно (на каждом такте работы значение «1» должно быть на выходе у соответствующего триггера, поскольку сигнал сброса пока не вырабатывается).
2.4.Построить ЦАП. Модель ЦАП реализует следующую функцию:
0
U * =∆U ∑ai 2i ,
i=m−1
где ai – выходы РГ. Для выполнения операции задействовать операторы умножения (Simulink / Math Operations / Product) и сложения (Simulink / Math Operations / Add).
Создав схему, сгруппировать ее в отдельный элемент (Subsystem). Входами должны быть выходы РГ, а выход – значение U*.
Для проверки правильности построения схемы подключить выход ЦАП к элементу наблюдения (Simulink / Sinks / Display). Промоделировать работу ЦАП и убедиться, что на элементе наблюдения появится число, равное ∆U · (2m – 1).
12
2.5.Построить устройство сравнения (УС). Необходимо использо-
вать следующий алгоритм сравнения. Сначала определить разность между выходом ЦАП U* и входным значением U из блока констант (Simulink / Sources / Constant). Затем сравнить результат с малой константой (0.001).
Для этого выбрать блок (Simulink / Logic and Bit Operations / Compare To Constant). Сигнал RESET будет формироваться по условию: U* > U. Для корректности моделирования значение RESET фиксировать в D- триггере (D Flip Flop) по переднему фронту синхроимпульсов CLK.
2.6.Промоделировать работу АЦП для рассчитанных значений U. Убедиться в совпадении результатов расчетов и моделирования.
Вывести на осциллограф следующие значения: CLK, РУm–1, …, РУ0, РГm–1, …, РГ0, RESET. На отдельный осциллограф, используя объединение
вшину (Simulink / Signal Routing / Bus Creator), вывести значения U и U*.
Ввести в схему блоки вычисления погрешностей.
2.7. Построить зависимость ε = f(U) при ∆ = const. Выбрать два значения ∆: 0.2∆U и 0.8∆U. Для расчета выбрать 5-6 значений U во всем диапазоне.
III.СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
1.Проанализировать результаты выполнения расчетной части работы и сделать выводы по основным способам преобразования информации из аналоговой формы представления в цифровую и наоборот.
2.Привести и проанализировать результаты расчетов.
3.Проанализировать результаты моделирования (структурные схемы и графики). Данный пункт не включается в отчет, а демонстрируется в среде моделирования MATLAB Simulink.
13
ПРИЛОЖЕНИЕ
Исходные значения для моделирования:
U1 = ⅓ Umax + ½ ∆U
U2 = ½ Umax + ½ ∆U
U3 = ⅔ Umax + ½ ∆U
Варианты заданий:
№ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
Umax |
0,7 |
1,5 |
3,1 |
1,4 |
3,0 |
6,2 |
2,1 |
4,5 |
9,3 |
∆U |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,3 |
0,3 |
0,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
Umax |
2,8 |
6,0 |
12,4 |
3,5 |
7,5 |
15,5 |
4,2 |
9,0 |
18,6 |
∆U |
0,4 |
0,4 |
0,4 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,6 |
0,6 |
0,6 |