Trabalho_2

MEFT-SAD - 1ºSEMESTRE 2014/2015 - 2º Trabalho
Conversão Digital-Analógica DAC de várias topologias e resoluções.
Grupo nº:
Alunos nº
Data de entrega:
Objetivos:
Pretende-se com este trabalho implementar em laboratório um circuito de conversão digitalanalógico DAC com a) 1bit(switch); b) 2 bit (R-Ladder); c) 4 bit (R-2R Ladder); d) 10 bit
PWM/PDM;
Material:
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Placa de Microcontrolador com microprocessador (µP) dsPIC30F4011
Placa de ligações “breadboard”/ Bancada de Teste
Ambiente de programação “MPLAB” e compilador “C”
Circuito Integrados, “Op-Amp” com entrada tipo FET: e.g. LF353 Comutador
analógico compatível TTL:e.g. 74HCT4066
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Osciloscópio / Multímetro
Procedimento:
1ª Parte: Projecte, teste e efetue as medidas necessárias para
caracterizar os seguintes circuitos DAC (curva de transferência, INL,
DNL)
a) 1bit(switch);
b) 2 bit (R-Ladder, ver slides da aula 3);
c) 4 bit (R-2R Ladder, idem);
2ª Parte: Circuito DAC PWM:
1) Produza um sinal periódico PWM de frequência alta, Fpwm, (Pre-Scaler do Timer2 =
0) e com Duty Cycle (d.c.) variável e modificável por sofware ou comando do
utilizador pela porta série (com valor inteiro!) . O valor de duty cycle deve poder
variar entre 0 e 1023. (0->100% com 10 bit de resolução)
2) Obtenha os valores máximo e mínimo da saída analógica do circuito DAC e a sua
resolução.
3) Desenhe e implemente um filtro passa-baixo RC ou Sallen-Key capaz de atenuar
eficazmente a frequência Fpwm (critério: Vac(pwm) < 0.1% x Vdc , ou seja uma atenuação
do filtro para f=Fpwm de pelo menos 60dB ). Verifique no osciloscópio.
4) Observe e analise o valor tensão DC na saída do filtro, para vários valores da entrada
digital (utilize o multímetro). Obtenha no mínimo 20 pontos e produza um gráfico
simplificado da curva de transferência.
5) Obtenha tempo mínimo de estabilização (“Setlling Time” ver Fig. 1), quando se
altera o d.c. bruscamente de 10 para 1010 e vice-versa. Poderia reduzir este tempo
“morto” utilizando o seu circuito S&H do Trabalho anterior?
6) Desenvolva um programa capaz de gerar internamente no uP um sinal periódico,
com uma forma arbitrária (sen, triângulo, dente de serra, etc.), com 128 pontos por
período. Não utilize funções matemáticas (e.g. <math.h>, mas valores pré-tabelados,
que serão armazenados na memória RAM ou EEPROM.
7) Ajustando a taxa de conversão do DAC em fsamp < 1 / (5 xTsetlling) produza um sinal
sinusoidal. Analise e quantifique as várias componentes espectrais do sinal
sintetizado.
8) OPCIONAL : Altere o programa para mudar o tipo de DAC para PDM e
caracterize-o. (Nota. Ver por exemplo http://dlbeer.co.nz/articles/pdm.html)
Fig. 1. Definição do “Delay”, “Setlling Time”, “Ringing” e Erro para um DAC