LAB_ADC

11

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