Měřicí pracoviště pro simulaci a testování převodníků AD a DA

Abstract

Předmětem této diplomové práce je návrh a realizace měřicího pracoviště, které slouží pro simulaci a měření analogově číslicových a číslicově analogových převodníků, pochopení základních obvodových principů a práce s nimi, v rámci předmětu „Teorie vzájemného převodu analogového a číslicového signálu“ na ústavu Mikroelektroniky, Fakulty elektrotechniky a komunikačních technologií v Brně. Kromě vlastního obvodového a programového řešení měřicího pracoviště je součástí této diplomové práce také návrh a vypracování měřicích úloh, které zpracovávají studenti během laboratorních cvičení. Vývojový přípravek je přizpůsoben pro měření převodníků D/A a A/D. Obsahuje převodník A/D sigma delta realizovaný pomocí základních obvodových prvků, převodník D/A s rezistorovou sítí R-2R, aktivní kmitočtové filtry 1. a 2. řádu, generátor PWM, převodník A/D typu SAR a zdroj referenčního napětí. Jednotlivé moduly je možné propojit pomocí zkratovacích propojek. Měřicí přístroje je možné připojit pomocí konektorů BNC. Vývojový přípravek obsahuje řídicí mikrokontroler a je možné jej připojit k osobnímu počítači pomocí sběrnice USB.The objective of this thesis is a design of a development kit, which is used in laboratories during the lessons of Theory of analog to digital conversion subject. This device is adapted for basic measuring and understanding of digital to analog (D/A) and analog to digital (A/D) converters and contains sigma-delta A/D converter made of basic elements, D/A converter with R-2R resistor net, active low pass frequency filter (Sallen-Key), PWM generator, SAR A/D converter with 16 b resolution, reference voltage source and module for measuring integral and differential nonlinearity of A/D converters. The modules are available connect to each other via jumpers and they are driven by microcontroller. This solution gives various modes of operation, which can be selected by user via buttons. Development kit has five BNC connectors for securing connectivity to an oscilloscope or a signal generator. The device also contains universal serial bus connectivity for use with personal computer or laptop, which is really useful with Matlab software for automation processing of measuring.