Аналоговый цифровой преобразователь с промежуточным буфером при высокой скорости поступления данных

Министерство образования Российской Федерации

Уральский Государственный технический университет

Кафедра Автоматика и управление в технических системах

АЦП с промежуточным буфером при высокой скорости поступления данных

Екатеринбург 2008

Реферат

Нами была разработана система аналого-цифрового преобразования быстроизменяющегося аналогового сигнала в параллельный восьмиразрядный код, система преобразования параллельного цифрового кода в последовательный цифровой код, а так же система управления данным преобразователем. Были разработаны структурная и принципиальная схемы системы.

Разработанная система позволяет измерять входное напряжение в диапазоне U_вх = –2,5.. 2,5 В с погрешностью ±0,01 В. Также предусмотрена схема защиты входа АЦП от перегрузок.

Генератор тактовых импульсов выдает сигнал с частотой f = 1 МГц, что позволяет производить 100.000 измерений в секунду (по десять тактов на измерение). Высокая скорость позволяет измерять кратковременные изменения напряжения.

В схеме предусмотрен временный буфер для хранения данных и преобразователь параллельного кода в последовательный, что дает возможность передавать данные по линии связи (например на компьютер) для их дальнейшей обработки.

Система управления позволяет синхронизировать работу всей схемы. Она управляет работой микросхем подавая сигналы управления в определенное время соответствующим микросхемам.

Данная система преобразования может быть использована во многих устройствах и системах измерения, где требуется высокая скорость измерения при достаточно малой погрешности измерения.

Схема содержит достаточно хорошо распространенные элементы и микросхемы, и может быть собрана в ручную. Схема содержит элементы подстройки.

Проект содержит 20 стр., 3 табл., 11 рис., 1 стр. приложения, 8 назв. библ.

Введение

В наше время большое распространение получили цифровые системы обработки сигналов. Для этого необходим преобразователь аналогового сигнала в цифровой код.

В данном проекте необходимо разработать быстродействующий аналого-цифровой преобразователь с временным буфером для хранения данных и преобразователь параллельного цифрового кода в последовательный цифровой код. Так же необходимо разработать систему управления данным преобразователем.

Данный курсовой проект посвящен разработке структурной и принципиальной схем такого преобразователя.

1. Структурная схема

Структурная схема преобразователя аналогового сигнала в последовательный код содержит следующие элементы:

ОУ – схема включения согласующего операционного усилителя

АЦП – аналого-цифровой преобразователь (преобразователь аналогового сигнала в параллельный восьмиразрядный код)

ПК – преобразователь параллельного восьмиразрядного кода в последовательный

ГТИ – задающий генератор тактовых импульсов

УУ – устройство управления преобразователем

Рис. 1. Структурная схема преобразователя

где

АС – аналоговый сигнал (напряжение U_вх )

САС – согласованный аналоговый сигнал

ПВК – параллельный восьмиразрядный код

ЦК – цифровой код (последовательный код)

ИС – импульсы синхронизации (тактовые импульсы)

ИУ – импульсы управления

2. Принципиальная схема

На основе структурной схемы была разработана принципиальная схема.

2.1 Выбор основной элементной базы

Генератор тактовых импульсов строится на микросхеме К155ЛА3 и кварцевом резонаторе ZQ1.

Счетчик импульсов представляет из себя микросхему К555ИЕ9.

Устройство управления строится на логических элементах – микросхемы К555ЛН1, К555ЛИ6 и К555ЛА2.

В качестве АЦП возьмем микросхему К1108ПВ1А.

Преобразователь параллельного кода в последовательный построим на микросхеме К555ИР9.

Схема сопряжения содержит операционный усилитель типа К574УД1.

В качестве линии связи используется 2-х проводная витая пара типа МГТФ.

Перечень элементов представлен в приложении.

2.2 Аналого-цифровой преобразователь (АЦП)

Мы используем микросхему быстродействующего функционально законченного АЦП последовательного приближения К1108ПВ1А предназначенную для преобразования аналогового сигнала в двоичный параллельный цифровой код.

Микросхема рассчитана на преобразование однополярного входного напряжения в диапазоне от 0 до 3 В, при максимальной частоте преобразования 1,33 МГц для восьмиразрядного режима.

Для работы АЦП К1108ПВ1А требуется несколько внешних керамических конденсаторов и источники напряжения U_{cc 1} = 5 В ± 5% и U_{cc 2} = -5,2 В±5%. Мощность потребляемая от источников питания, не превышает 0,85 Вт. Конденсатор С9 необходим для частотной коррекции ОУ и фильтрации помех.

Для работы в восьмиразрядном режиме вход SE10/8 соединяется с шиной отрицательного источника питания U_{cc 2.}

Цикл преобразования в режиме восьмиразрядного АЦП состоит из 10 тактов (восемь рабочих в процессе кодирования и по одному служебному в начале и конце цикла преобразования).

Цикл начинается с первым отрицательным фронтом тактового импульса после поступления команды ST. Во время первого служебного такта осуществляется сброс регистров и установление напряжения на вх

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать