на мікроконтролер.
Аналогові канал впливу починається з цифро-аналогового перетворювача, де перетвориться числовий код в напругу.
Вихідна напруга буде визначатися:
де кЦАП - коефіцієнт передачі ЦАП,
N - числовий код з мікропроцесора.
де: VREF - значення опорної напруги ЦАП,
- число розрядів ЦАП
Вихідна значення напруги ЦАП зазнає зміна в перетворювачі напруга-струм, на якому завершується формування амплітуди струму до необхідного значення.
Струм з виходу перетворювача напруга-струм визначається виразом (2.8):
де кПНТ - коефіцієнт передачі перетворювача напруга-струм,
З ПНТ струм надходить на демультиплексор, за рахунок якого відбувається подача струму на електроди. Вихідний струм на виході демультиплексора визначається за формулою:
де кД3 - коефіцієнт передачі демультиплексора.
Підставляючи (2.7) в (2.8) з урахуванням (2.9) і (2.10) отримуємо вираз (2.11):
Потім струм протікає по електродів і надає лікувальний ефект на біологічно активну точку.
Складемо математичний опис каналу вимірювання струму впливу.
Напруга з ЦАП по паралельній лінії з перетворювачем напруга-струм надходить на вхід аналого-цифрового перетворювача, який перетворює напругу в числовий еквівалентний код:
де - квант, В;
m - розрядність АЦП;
- діапазон вхідних напруг АЦП, В;
Для подальшої обробки і обчислювальних операцій цифровий сигнал надходить на мікроконтролер.
3. Розрахунок параметрів вимірювальної ланцюга і ланцюга впливу
3.1 Синтез номінальної розрахункової статичної характеристики
. 1.1 Вибір цифро-аналогового перетворювача
У каналі впливу розроблюваного устрою мають місце аналогові сигнали. Щоб мікропроцесор міг чинити аналогове вплив необхідно сигнал на виході мікропроцесора перетворити в аналогову форму, для чого використовується цифро-аналоговий перетворювач.
ЦАП повинен бути пристосований для роботи в мікропроцесорній системі, мати можливість синхронізації роботи з мікропроцесором, повинен підходити по розрядності і швидкодії, тому виберемо 8 розрядний ЦАП DAC0831.
Діапазон вихідної напруги для даного ЦАП від 0 до 5 В. Умовно графічне представлення ЦАП представлено на малюнку 3.1
Малюнок 3.1 - Цифро-аналоговий перетворювач DAC0831
Вибір ЦАП на даному етапі є попереднім. Це пов'язано з тим, що вимоги точності ЦАП будуть отримані лише після розв'язання прямої задачі теорії точності - синтезу.
Основні параметри ЦАП наведені в таблиці 3.1
Таблиця 3.1 - Основні параметри DAC0831
Разрешеніе8 бітВремя установки1 мксКаналов1Тіп виходаНапряженіеІнтерфейсParallelТіп джерела опорного напруги ± 5 ВІнтегральная нелінейность0,1Напряженіе пітанія4,75 ... 5,25Ток потребленія2,3 мАПотребляемая мощность0,174 ВтДіапазон робочих температур - 55 ... 125 0С
Дискретний код перетвориться з допомогою ЦАП в аналоговий сигнал, при цьому напруга на виході ЦАП:
де: N - код на вході ЦАП,
V REF - значення опорного напруги,
- число розрядів ЦАП
Розрахуємо максимальну вихідну напругу ЦАП з урахуванням опорного напруги VREF=5 В і числового коду 256:
Значення кванта буде визначаться наступним виразом:
3.1.2 Вибір і розрахунок аналого-цифрового перетворювача
У каналі виміру розроблювального пристрою мають місце аналогові сигнали. Щоб мікропроцесор міг оперувати вимірювальної інформацією, необхідно аналоговий сигнал на виході каналу вимірювання перетворити в цифровий код, для чого використовується аналого-цифровий перетворювач.
АЦП повинен бути пристосований для роботи в мікропроцесорній системі, мати можливість синхронізації роботи з мікропроцесором, повинен підходити по розрядності і швидкодії, тому виберемо 10 розрядний АЦП AD 7813. Діапазон вхідних напруг для даного АЦП від 0 до 5 В. Умовно графічне представлення АЦП представлено на малюнку 3.2
Основні параметри АЦП наведені в таблиці 3.2
Вибір АЦП на даному етапі є попереднім. Це пов'язано з тим, що вимоги точності АЦП будуть отримані лише після розв'язання прямої задачі теорії точності - синтезу.
Малюнок 3.2 - Аналого-цифровий перетворювач AD +7813
Таблиця 3.2 - Основні параметри AD +7813
Разрешеніе8/10 бітЧастота виборок200 тис. вибірок в секундуКолічество каналов1ІнтерфейсParallelВходное напряженіе0 ... 5 ВІсточніка опорного...
