Рейтинг@Mail.ru
Rambler's Top100




Не нашли нужную работу? Закажи реферат, курсовую, диплом на заказ

реферат на тему: Аналого-цифровой преобразователь поразрядного кодирования

скачать реферат



СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 1. АНАЛИЗ МЕТОДА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ И ВЫБОР СТРУКТУРЫ АЦП 1.1 Анализ метода преобразования 1.2 Выбор структуры АЦП 2. РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ И ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ АЦП. 2.1 Разработка функционально схемы АЦП 2.2. Разработка принципиальной схемы АЦП 2.3. Параметры АЦП ЗАКЛЮЧЕНИЕ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ПРИЛОЖЕНИЕ 1 ПРИЛОЖЕНИЕ 2 ПРИЛОЖЕНИЕ 3

ВВЕДЕНИЕ

В данном курсовом проекте разработан аналого-цифровой преобразователь (АЦП) поразрядного кодирования, преобразующий входное напряжение (0-5 в) в 12 разрядный цифровой код. Пояснительная записка содержит 2 раздела: В первом разделе производится анализ метода преобразования и разрабатывается структура устройства; Второй раздел включает разработку устройства (функциональная и принципиальная схемы). Объем пояснительной записки составляет листов, в том числе 3 из них приложения. 1. АНАЛИЗ МЕТОДА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ И ВЫБОР СТРУКТУРЫ АЦП.

1.1 Анализ метода преобразования. Метод поразрядного кодирования, при котором входная величина (Uвх) последовательно сравнивается с суммой эталонов, имеющих значение квантов, где i = n-1,n-2,….2,1,0 (n=12 число разрядов выходного кода). Таким образом два соседних эталона отличаются в два раза по значению. Уравновешивание входной величины начинается с эталона имеющего максимальное значение. В зависимости от результата сравнения получается цифра в старшем разряде выходного кода, снимаемого с АЦП. Если эталон больше входной величины, то в старшем разряде кода ставится 0 и дальше происходит уравновешивание входной величины следующим эталоном в два раза меньшего значения. Если же первый эталон меньше (или равен) входной величине, то в старшем разряде выходного кода ставится 1 и дальше производится уравновешивание разности входной величины и первого эталона. Аналогичные действия производятся для всех используемых эталонов. Следовательно, после окончания преобразования входная величина будет уравновешена суммой тех эталонов, у которых в соответствующих им разрядах кода стоят 1. Сравнение входной величины и суммы эталонов производится с помощью одного сравнивающего устройства [8]. Из описанного выше алгоритма классического метода поразрядного кодирования видно, что при реализации этого метода преобразования необходим набор из 12 эталонных величин от минимальной Uэ1 = q равной кванту до максимальной Un = 2 , минимальную можно рассчитать по формуле:

где Uэ1 величина напряжения младшего значащего разряда; Uвмах максимальное входное напряжение АЦП; n число разрядов в выходном коде. Исходя из заданных значений по формуле 1.1 рассчитаем Uэ1: Таким образом величина младшего значащего разряда приблизительно равна 1mv, что с заданной точностью соответствует рассчитанному значению. Таким образом, величина старшего разряда будет вычисляться по формуле: Т.е. величина старшего разряда будет равна 0,001220*2048=2.4985 в. Преобразователи напряжения в код выполненные в виде замкнутых систем со сравнением аналоговых величин имеют цепь обратной связи, в которую включен цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) преобразующий параллельный код в постоянное напряжение, которое сравнивается с входным напряжением АЦП.

1.2 Выбор структуры АЦП. Проанализировав алгоритм преобразования можно выбрать следующую структуру устройства рис.1.2.

Данная структура содержит: - устройство управления (УУ), предназначенное для формирования выходного кода АЦП; - ЦАП, необходимого для преобразования
Не нашли нужную работу? Закажи реферат, курсовую, диплом на заказ




кодов в напряжение; - Схему сравнения (СС), необходимую для сравнения входного напряжения АЦП и напряжения с выхода ЦАП. Данный АЦП работает в двух режимах: 1. Режим сравнения входного напряжения АЦП с эталонным. 2. Режим хранения результата преобразования. В первом режиме работы на схему приходит сигнал запуска и начинается процесс сравнения входного напряжения АЦП и суммы эталонных напряжений формируемых при помощи УУ на выходе ЦАП. Во втором режиме внутри УУ формируется сигнал «конец преобразования», после чего АЦП хранит результат преобразования в виде цифрового кода на выходе АЦП. 2. РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ И ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ АЦП.

2.1 Разработка функционально схемы АЦП. Функциональная схема АЦП (Приложение 2) реализующая метод поразрядного кодирования и построенная по структуре рис.1.2, состоит из генератора тактовых импульсов (ГТИ), регистра последовательного преобразования (РПП), компаратора, ЦАП и ОУ. Функцию каждого блока можно описать следующим образом: УУ АЦП реализовано на (РПП), который обеспечивает выдачу эталонных кодов и сохранение результатов сравнения их со входной величиной. 12 разрядный ЦАП, предназначенный для формирования эталонных напряжений с ОУ на выходе т.к. ЦАПы такого типа имеют токовый выход. Компаратор сравнивающее устройство, которое обеспечивает сравнение входного напряжения АЦП и напряжения с выхода ЦАП. В случае если входное напряжение больше напряжения с выхода ЦАП на выходе компаратора появится 1. Работу АЦП можно разбить на два этапа: В первом этапе на РПП приходит сигнал запуска со схемы инициализации (СИ) и тактовая частота с ГТИ, после чего в старшем разряде выходного кода РПП устанавливается 1, код с РПП подается на ЦАП, который преобразует его в напряжение равное 2,5 в, это напряжение поступает на сравнивающее устройство (СУ) и сравнивается с входным напряжением ЦАП. В случае если входное напряжение больше напряжения с выхода ЦАП на выходе компаратора появится 1, которая поступает на информационный вход D РПП, в следствии чего произойдет сохранение 1в старшем разряде кода. В обратном случае в старший разряд РПП запишется 0. Дальше происходит уравновешивание входной величины следующим эталоном в два раза меньшего значения. Аналогичные действия производятся для всех используемых эталонов. На втором этапе на выходе Qcc (conversion complete) получаем информацию о завершении преобразования, когда на этом выходе появляется низкий логический уровень. С этого момента на выходе РПП будет хранится результат преобразования в виде цифрового кода. 2.2. Разработка принципиальной схемы АЦП.

Все цифровые элементы принципиальной схемы (Приложение 3) выполнены на ТТЛ логике 155 серии микросхем, так как она имеет наибольшее быстродействие и сравнительно малое энергопотребление. Перечень элементов представлен в спецификации (Приложение 1). Работа устройства начинается с подачи сигнала запуска на вход S регистра РПП (DD 2), когда на него поступает низкий уровень регистр в первый момент тактового импульса сбрасывается. Для инициализации схемы применена RC цепь с двумя триггерами Шмидта на выходе, параметры цепи рассчитываются по следующей формуле[9]:

где t - один такт работы АЦП и равен сумме времен установки всех элементов схемы, т.е. tзRG+tзЦАП+tзкомп=28нс+3,5мкс+200нс=3,728мкс; R1 = 5,1 Ком. Отсюда С1= t/0,7*R1 = 3,728мкс/07*5,1Ком=1.004мкФ. Для работы схемы необходим тактовый генератор, он реализован на логических элементах DD1.1, DD1.2, DD1.3, резисторах R2,

скачать реферат
1 2

Не нашли нужную работу? Закажи реферат, курсовую, диплом на заказ

Внимание! Студенческий отдых и мегатусовка после сессии!


Обратная связь.

IsraLux отзывы Израиль отзывы