|
|
|
|
|
|
|
|
страницы:
1
2
3
Текущая страница: 1
|
|
МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ Сумской Государственный Университет
Кафедра Автоматики и Промышленной Электроники
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА к курсовому проекту по курсу: «Электронные системы» по теме: «Проектирование канала сбора аналоговых данных микропроцессорной системы»
ФЗ 51.6.090803.573ПЗ
Руководитель проекта Макаров М. А.
Проектировал студент Река Д. П. группы ПЭЗ-51
Оценка работы
Члены комиссии:
Сумы 1999
ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 ВЫБОР И РАСЧЕТ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ 4 Выбор и расчет структурной схемы аналогового тракта 4 Определение технических требований к функциональным блокам аналогового тракта 5 Выбор и обоснование структурной схемы управляющего тракта 7 Расчет технических требований к функциональным узлам управляющего тракта 8 ВЫБОР И РАСЧЕТ ПРИНЦИПИАЛЬНЫХ СХЕМ 9 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 11 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 12
ВВЕДЕНИЕ Канал сбора аналоговых данных представляет собой устройство, обеспечивающее преобразование аналогового сигнала в цифровой код. При этом в канале осуществляется усиление, фильтрация и нормирование сигнала, подавление синфазной помехи; производится нелинейная обработка сигнала с целью линеаризации характеристики датчика и приведение аналогового сигнала к виду, пригодному для ввода в аналого-цифровой преобразователь (АЦП) путем запоминания его мгновенных значений и хранения в течение определенного промежутка времени. В состав канала сбора аналоговых данных входит также ряд импульсных узлов, которые синхронизируют работу его составных частей и управляют работой АЦП. АЦП является оконечным узлом проектируемого устройства, и все другие составные функциональные единицы прямо или косвенно обеспечивают его нормальное функционирование.
ВЫБОР И РАСЧЕТ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ Выбор и расчет структурной схемы аналогового тракта АЦП имеет несимметричный аналоговый вход, а датчик – симметричный выход. Отсюда ясно, что в состав аналогового тракта должен входить дифференциальный усилитель, подключенный к выходу датчика. Назовем этот усилитель согласующим (СУ). Наибольшая точность преобразования аналогового сигнала в цифровой код получается, когда используется вся шкала АЦП, т.е. в том случае, когда: , где - максимальное значение сигнала на аналоговом входе АЦП, - шкала АЦП. Максимальная величина ЭДС датчика намного меньше шкалы АЦП, поэтому аналоговый тракт должен обладать коэффициентом усиления не менее чем: , где - коэффициент запаса по усилению. Из задания на проект известно, что наряду с полезным сигналом действует синфазная помеха. Для исключения ее влияния аналоговый тракт должен иметь коэффициент ослабления синфазного сигнала (КОСС):
Из задания на проект известна полоса частот спектра полезного сигнала. Это дает возможность сформулировать технические требования к фильтру низких частот по полосе пропускания: граничная частота фильтра , где - верхняя частота спектра сигнала датчика. В задании на проект не оговорены требования к АЧХ фильтра, поэтому тип фильтра низких частот (ФНЧ) выберем самостоятельно. Для реализации ФНЧ используем RC-фильтр типа Баттерворта 2-го порядка. Преимущества применения активных RC-фильтров по сравнению с LC-фильтрами очевидны. Это хорошая равномерность АЧХ в полосе пропускания и хорошая скорость спада на переходном участке: практически полная развязка входных и выходных цепей, малые габариты и т.д. В момент преобразования аналогового сигнала в цифровой код напряжение на входе АЦП должно быть неизменно. Следовательно, в состав аналогового тракта должно входить устройство выборки-хранения, которое периодически запоминает с осреднением мгновенное значение выходного сигнала фильтра низких частот и хранит его в течение времени хранения . Из задания на проект известно, что требуется преобразовывать сигнал поступающий от 4 датчиков. В связи с этим в структурную схему должен быть включен мультиплексор. В итоге анализа всего вышесказанного структурная схема может быть представлена так, как показано на рисунке 1.
Рисунок 1. Структурная схема аналогового тракта СУ1…4 – согласующие усилители, ФНЧ1…4 – фильтры нижних частот, УВХ1…4 – устройства выборки-хранения, MS – мультиплексор, АЦП – аналого-цифровой преобразователь. Определение технических требований к функциональным блокам аналогового тракта Расчет технических требований будем производить в обратном порядке прохождения аналогового сигнала. В качестве УВХ используем те принцип действия, которых основан на заряде емкости через ключ в течение интервала , выборки и хранения накопленного значения в течение времени после отключения ключа. В качестве ключа используют как биполярные, так и полевые транзисторы. Однако ключи на полевых транзисторах обладают лучшими характеристиками, поэтому их применение предпочтительней. Основными техническими характеристиками УВХ являются: Коэффициент передачи в момент окончания выборки Максимальные значения входного и выходного напряжений. Входное и выходное сопротивления по аналоговому сигналу. Относительные ошибки выборки и хранения .
Текущая страница: 1
|
|
|
|
|
Предмет: Физика
Информатика
|
|
Тема: Проектирование канала сбора аналоговых данных микропроцессорной системы |
|
Ключевые слова: техника, датчики, канала, системы, Проектирование, аналоговых, схемы, Радиоэлектроника, Радиоэлектроника компьютеры и периферийные устройства, устройства, дифференциальный, Проектирование канала сбора аналоговых данных микропроцессорной системы, компьютеры, електронная техника схемы датчики дифференциальный усилитель АЧХ ФЧХ, усилитель, електронная, данных, микропроцессорной, ФЧХ, периферийные, АЧХ, сбора |
|
|
|
|
|
|
|
|