Зміст
Введення
1. Розробка адаптера аналого-цифрового перетворювача
2. Розробка активного фільтра НЧ
3. Розробка блоку АЦП у складі мікропроцесорної системи
4. Розробка селектора адреси
5. Розробка блок - схеми
Висновок
Список літератури
Введення
Крім чисто "цифрового" сполучення, часто потрібно перетворити аналоговий сигнал у число, пропорційне амплітуді сигналу і навпаки. Це відіграє важливу роль у тих випадках, коли комп'ютер або процесор реєструють або контролюють хід експерименту або технологічного процесу, або всякий раз, коли цифрова техніка використовується для виконання традиційно аналогової роботи. Аналого-цифрове перетворення слід використовувати в областях, де для забезпечення перешкодостійкою і шумозащищенной передачі аналогова інформація перетворюється в проміжну цифрову форму (наприклад, "цифрова звукотехника" або імпульсно-кодова модуляція). Це потрібно в найрізноманітніших вимірювальних засобах (включаючи звичайні настільні прилади типу цифрових універсальних вимірювальних приладом і більш екзотичні прилади, такі, як усреднители перехідних процесів, "пастки для викидів" та осцилографи з цифровий пам'яттю), а також в пристроях генерації та обробки сигналів, таких, як цифрові синтезатори коливань і пристрої шифрування даних. І, нарешті, техніка перетворення є суттєвою складовою способів формування аналогових зображень за допомогою цифрових засобів, наприклад, показань вимірювальних приладів або двох координатних зображень, створюваних комп'ютером. Навіть у відносно простої електронної апаратури існує маса можливостей для застосування аналого-цифрового і цифро-аналогового перетворення. АЦП і ЦАП застосовуються для зв'язку цифровий мікропроцесорної та обчислювальної техніки з об'єктами контролю та управління, тобто для перетворення в реальному масштабі часу аналогових вхідних сигналів у цифровий код і для зворотного перетворення цифрової інформації в аналоговий вихідний сигнал інформаційно-керуючих пристроїв.
1. Розробка адаптера аналого-цифрового перетворювача
У перетворенні сигналів з аналогової форми в цифрову можна виділити наступні процеси: дискретизацію, квантування, кодування.
Процес дискретизації полягає в тому, що з безперервного в часі сигналу (у розглянутому випадку таким сигналом є напруга) вибираються окремі його значення, відповідні тактовим моментів часу, наступним через певний часовий інтервал Т, званий тактовим інтервалом. Операція квантування полягає в округленні значень аналогового напруги, обраних в тактові моменти часу, до найближчого рівня квантування (малюнок 1). Рівні квантування зрушені один щодо одного на величину О”, звану кроком квантування. Кожному рівню квантування присвоюється порядковий номер (0, 1, 2, 3 і т.д.). br/>В
Рис. 1. Дискретизація аналогового сигналу. br/>
На діаграмі малюнка 1 значення напруги в тактовий момент часу t0 замінюється найближчим до нього рівнем квантування з номером 3, у момент t1 - рівнем 6, t2 - 7, t3 - 7, t4 - 3, t5 - 1, t6 - 2, t7 - 3. Сенс операції кодування полягає в поданні отриманої в результаті квантування послідовності десяткових чисел (3, 6, 7, 7, 3, 1, 2, 3) двійковим кодом. Тепер розглянута вище послідовність буде виглядати наступним чином: 011, 110, 111, 111, 011, 001, 010, 011. В якості АЦП будемо використовувати мікросхему К1113ПВ1. Режим роботи мікросхеми дозволяє підключити її безпосередньо до системних шин мікропроцесорної секції [2]. Так як максимальна амплітуда вхідного сигналу (за завданням) 1,5 В, а діапазон вхідного однополярного напруги мікросхеми 0,5 ... +10,5 В, то для підвищення точності роботи АЦП використовуємо попередній підсилювач напруги. Також необхідно на вході АЦП встановити фільтр низьких частот. Такий фільтр запобіжить появі через стробоскопічного ефекту "зайвих сигналів "під час перетворення аналогового сигналу в цифровий [1]. Такі сигнали сприймаються як перешкоди і можуть істотно спотворити вихідний вид перетвореного сигналу.
В
Рис. 2. Структурна схема адаптера.
Будемо використовувати активний фільтр НЧ на операційному підсилювачі.
2. Розробка активного фільтра НЧ
Схема активного ФНЧ представлена ​​на рис. 3. br/>В
Рис. 3. Схема активного ФНЧ. p> У даному випадку використана схема ФНЧ другого порядку Салена-Кі [3]. У цій схемі можна отримати коефіцієнт посилення по напрузі більше 1. Цей коефіцієнт можна розрахувати за формулою
Кu = 1 + R4/R3 (1)
Якщо від фільтра потрібно рівномірність частотної характеристики в смузі частот від 0 до ПЋ0, то для розрахунку використовуються формули:
C1 = (R1 + R2)/(в€љ 2 * R1 * R2 * ПЋ0) (2)
C2 = в€љ 2/((R1 + R2) * ПЋ0) (3)
У схемі використовується два RC ланки, тому швидкість спаду частотної характеристики складає - 40 дБ/дек. Для...
