Устройства сопряжения с объектом (200,00 руб.)

Стр.2

Стр.3

Стр.4

УДК 621.38.061(075.8) Ж 774 Рецензенты: директор Института лазерной физики А.В. Тайченачев; д-р техн. наук, профессор Г.А. Французова д-р физ.-мат. наук, член-корр. РАН, профессор, Работа подготовлена на кафедре автоматики для студентов АВТФ в качестве основного пособия по курсу «Устройства сопряжения с объектом» (бакалавриат, III курс, 5-й семестр) Ж 774 Жмудь В.А. Устройства сопряжения с объектом: учебное пособие / В.А. Жмудь. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2019. – 172 с. ISBN 978-5-7782-3809-1 В пособии представлены схемы и описание принципа действия основных узлов цифроаналоговой и аналоговой электронной техники, необходимых для соединения объекта управления с электронной управляющей системой. Основное внимание уделено аналого-цифровым и цифроаналоговым преобразователям, поскольку современные управляющие системы преимущественно реализованы на цифровой технике. Рассмотрены вопросы выбора частоты преобразования, разрядности, запоминания аналоговых сигналов на устройствах выборки-хранения, преобразования непрерывных сигналов в дискретные с использованием компараторов и триггеров Шмитта. Анализируется целесообразность коммутации АЦП, соединения нескольких ЦАП для повышения разрядности, рассмотрены задачи обеспечения гальванической развязки. УДК 621.38.061(075.8) ISBN 978-5-7782-3809-1 © Жмудь В.А., 2019 © Новосибирский государственный технический университет, 2019 2

Стр.2

ОГЛАВЛЕНИЕ Введение .................................................................................................................. 5 1. Основные принципы цифроаналоговых преобразований ........................ 9 1.1. Базовые схемы ЦАП .................................................................................. 9 1.2. Импульсное преобразование вместо ЦАП ............................................. 15 1.3. ЦАП на ключах ......................................................................................... 16 Вопросы для самопроверки ............................................................................ 17 2. Проектирование радиоэлектронных узлов для ЦАП и АЦП ................. 18 2.1. Электронные ключи и коммутаторы ...................................................... 18 2.2. Устройства выборки-хранения ................................................................ 25 2.3. Прецизионные источники опорных напряжений .................................. 39 Вопросы для самопроверки ............................................................................ 46 3. Цифроаналоговые преобразователи ........................................................... 47 3.1. Принцип действия и основные типы ЦАП ............................................. 47 3.2. Основные характеристики ЦАП ............................................................. 49 Вопросы для самопроверки ............................................................................ 62 4. Аналого-цифровые преобразователи .......................................................... 63 4.1. Принцип действия и основные типы АЦП ............................................. 63 4.2. Достоинства и недостатки различных АЦП ........................................... 79 4.3. Моделирование работы АЦП .................................................................. 81 Вопросы для самопроверки ............................................................................ 82 5. Теорема Котельникова применительно к дискретизации сигналов .......... 84 5.1. Теоретическая формулировка теоремы Котельникова ......................... 84 3

Стр.3

5.2. Исследование фактической работы условий теоремы Котельникова путем моделирования ...................................................................... 88 5.3. Обсуждение и выводы ........................................................................... 108 5.4. О динамической и статической ошибке АЦП ...................................... 109 Вопросы для самопроверки .......................................................................... 111 6. Типовые транзисторные каскады, применяемые в аналоговых интегральных микросхемах ...................................................................... 112 7. Нежелательность коммутации АЦП......................................................... 119 7.1. Причины использования коммутации АЦП и основные схемы ......... 119 7.2. Модельная демонстрация нецелесообразности коммутации сигма-дельта АЦП .................................................................................. 121 7.3. Простейшая структурная схема АЦП ................................................... 125 7.4. Схема с одним или несколькими УВХ ................................................. 127 7.5. Схема без УВХ ....................................................................................... 130 7.6. Многоканальная схема без коммутации ............................................... 132 7.7. Моделирование работы АЦП без коммутации .................................... 133 7.8. Моделирование работы АЦП с коммутацией ...................................... 136 7.9. Ненадежный способ уменьшения ошибки преобразования при использовании схемы с коммутацией .................................................. 143 7.10. Надежный метод снижения погрешности многоканального АЦП с коммутацией ............................................................................ 144 7.11. Обсуждение и выводы ......................................................................... 149 7.12. Некоторые зарубежные АЦП .............................................................. 151 Вопросы для самопроверки .......................................................................... 156 Заключение .......................................................................................................... 158 Библиографический список ............................................................................... 159 Приложение ......................................................................................................... 161 4

Стр.4