Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Тема: Розробка структурної схеми аналого - цифрового інтерфейсу (АЦІ)



Для проведення розробки структурної схеми АЦІ задаються такі параметри:

а) динамічний діапазон зміни вхідних сигналів – Dx в Дб,

б) аналоговий сигнал - напруга випадкової фор­ми x(t),

в) інформація надходить від двох груп первинних перетворювачів інформації (ППІ),

де параметри ППІ першої групи:

- кількість ППІ – m ,

- смуга частот спектра – від нуля до f , в кГц,

де параметри ППІ другої групи:

- кількість ППІ - m ,

- смуга частот спектра – від нуля до f , в кГц.

Розробка структурної схеми АЦІ розпочинається з вибору варіанта завдання із таблиці 1 параметрів згідно з варіантом індивідуального завдання. Для розгляду прикладу виберемо: Dx=50 Дб,

m =2, f =0-2 кГц, m =4, f =0-4 кГц.

В процесі розробки необхідно обрати конфігурацію струк­турної схеми ПЗАС, виходячи з вищенаведених параметрів АЦІ.

1.1 Проектування структури аналого-цифрового інтерфейсу розпочинається з визначення параметрів та вибору аналого-цифрового перетворювача, перш за все його розв'язувальна спро­можності (PC інакше роздільної здатності), тобто кількості двійкових розрядів, що відображають динамічний діапазон зміни сигналу. Розв'язувальна спроможність визначається виходячи з емп­іричного виразу

,

де Dx - динамічний діапазон вхідного сигналу. Коефіцієнт 6 визначається зміною розрядності перетво­рювача на один двійковий розряд (тобто у два рази). Це відповідає 6 Дб, виходячи з виразу 20lg2 = 6. Тоді для даного прикладу:

Вибираємо n=9 двійкових розрядів.

1.2 Частота дискретизації по кожному з ППІ (вхідному каналу) обирається згідно з теоремою Котельникова із співвідношення

,

де - вища частота в спектрі сигналу, що перетворюється. З урахуванням введення аналогового фільтра низьких частот значення збільшується на величину 2fсп - (де fсп - смуга спаду час­тотної характеристики фільтра від 0 дб до значення мінус-Dx).

Рис. АЧХ аналогового фільтра НЧ

Ко­ристуючись практичними даними, які свідчать, що порівняно про­сто реалізуються фільтри із fсп=fв на октаву (тобто у два рази) з затуханням Dср > -70 Дб (при цьому реалізується порядок фільтра R = 7, тобто, при 10 Дб на порядок10*R=70dб), одержимо емпіричний вираз:

.

В літературі [1] наведено емпіричні співвідношення для різноманітних значень R. При R = 10, f = 3*fв ; R = 7, fд = 4*fв; R = 2, f = 8*fв.

Проте ці співвідношення не враховують реального динамічного діапазону сигналу, а тому більш практичним буде вираз:



>

Задавшись значенням порядку аналогового фільтра R=7, що дасть значення Dcп=10*R=70 отримаємо для вхідних каналів першої групи ППІ

При цьому час перетворення АЦП дорівнює

Для вхідних каналів другої групи ППІ

(аналогічно )

В якості основної частоти дискретизації вибираємо частоту –f 2 = =13,6 кГц. Частоту f 1 будемо одержувати шляхом децимації (проріджування) відліків, одержаних з частотою 13,6 кГц на два, тоді f = =6,8 кГц.

1.3 Виходячи з параметрів n та f вибираємо АЦП, користуючись табл. 2. Найбільш придатним для нашого прикладу є перетворювач 111ЗПВІ, що має значення n=10 та f =1/(tпр) =1/(30*10-3)=33кГц. Враховуючи, що для перетворення сигналу кожного каналу в код, необхідно виділяти додатковий час =10tвст , що забезпечує перемикання мультиплексора з каналу на канал (для мікросхеми мультиплексора 590КН6 tвст= 0,3 та =3 мкс при бвст=0,01%) , то один АЦП типу 111ЗПВІ може за час Тпр1=1/ =73 мкс забезпечити перетворення миттєвих значень сигналів двох каналів із другої групи та чотирьох з першої. При цьому Тпр=m(tпр +tк ), тобто

,

Таким чином методом ітераційної підстановки знаходимо кількість каналів в першій групі m =4, та в другій групі m =2. Перетворення миттєвих значень, в яких цифрову форму забезпечує один АЦП типу 111ЗПВ1(чи інший згідно з таблицею 2.).

Результатом розрахунків є побудова структурної схеми рис.28

Рис. 28 Структурна схема підсистем аналогового входу (АЦІ).

Таблиця1.


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2019 год. Все права принадлежат их авторам!