Рефераты

Главная

Программирование и
комп-ры

Психология

Радиоэлектроника

Аудит

АХД экпред финансы
предприятий

Банковское дело

Биографии

Биология и химия

Биржевое дело

Финансы деньги и налоги

Философия

Физика и энергетика

Военная кафедра

Ветеринария

Валютные отношения

География и экономическая
география

Геология гидрология и
геодезия

Государство и право

Товароведение

Транспорт

Нотариат

Архитектура

Химия

Гражданское право и
процесс

Графология

Делопроизводство

Деньги и кредит

Новые и неперечисленные

Аналого-цифровой преобразователь (АЦП)

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ

Національний технічний університет “Харківський політехнічний інститут”

Кафедра обчислювальної техніки та програмування

УДК 681.3

Інв №

АНАЛОГО ЦИФРОВИЙ ПЕРЕТВОРЮВАЧ

Альбом документів курсового проекту по дисципліні

“Комп’ьютерна електроніка ”

АПЗ.38.098424.003 ДКП

Харків 2001

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ

Національний технічний університет “Харківський політехнічний інститут”

Кафедра обчислювальної техніки та програмування

УДК 681.3

Інв №

ЗАТВЕРДЖУЮ

Завідуючий кафедрою

ОТП

__________(Домнін

Ф.А.)

“_____”_________2001

р.

АНАЛОГО ЦИФРОВИЙ ПЕРЕТВОРЮВАЧ

Відомість проекту

АПЗ.38.098424.003 ВП

Розробники

Керівник проекту

______(Скородєлов

В.В.)

“_____”_________2001

р.

Виконавець

______(Борщ С.)

“_____”_________2001

р.

Харків 2001

| |Зон|Поз| | |Кол. | |

| | | | | |в | |

| | | | | | | |

|Фор| | | | | | |

|мат| | | | | | |

| | | | | | | |

| | | | | | | |

| | | | |задание |2 | |

| | | | |записка |24 | |

| | | | |структурная |1 | |

| | | | |функциональная |1 | |

| | | | | | | |

| | | | | | |

|Изм|Лит|№ докум |Подпи|Дат|АНАЛОГО ЦИФРОВИЙ |Лит |Лист |Листов|

| | | |сь |а |ПЕРЕТВОРЮВАЧ | | | |

|Разраб |Борщ С. | | | |К| | |2 |2 |

| |ов В | | | | |

| | | | | | |

|Утв. |Домнин | | | | |

| |Ф. А. | | | | |

Аннотация

В данном курсовом проекте разработан многоканальный быстродействующий

аналого-цифровой преобразователь, построенный по принципу прогрессирующего

поразрядного сравнения суммы опорных напряжений с входным сигналом, с

использованием резисторного моста Уина как источника "взвешенного" опорного

напряжения.

Разработка построена на быстродействующих компараторах и

быстродействующих аналоговых ключах для “взвешенного” сигнала с управлением

от однокристального микроконтроллера.

В связи с развитием технологии изготовления интегральных микросхем

данный проект предполагает изготовление АЦП в интегральном исполнении.

Альбом документов курсового проекта кроме пояснительной записки

вмещает также чертеж структурной и функциональной схемы устройства.

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ

Національний технічний університет “Харківський політехнічний інститут”

Кафедра обчислювальної техніки та програмування

УДК 681.3

Інв №

ЗАТВЕРДЖУЮ

Завідуючий кафедрою

ОТП

__________(Домнін

Ф.А.)

“_____”_________2001

р.

АНАЛОГО ЦИФРОВИЙ ПЕРЕТВОРЮВАЧ

Технічне завдання

АПЗ.38.098424.003 ТЗ

Розробники

Керівник проекту

______(Скородєлов

В.В.)

“_____”_________2001

р.

Виконавець

_______(Борщ С.)

“_____”_________2001

р.

Харків 2001

|Техническое задание |

| |

|Разработать быстродействующтий многоканальный АЦП с управлением от |

|микроконтроллера. |

| |

| | | | | | |

|Изм|Лит|№ докум |Подпи|Дат|Аналого цифровой |Лит |Лист |Листов|

| | | |сь |а |преобразователь | | | |

| | | | | | | | | |

|Разраб |Борщ С..| | | |К| | |2 |2 |

| |ов В. | | | | |

| | | | | | |

|Утв. |Домнин | | | | |

| |Ф. А, | | | | |

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ

Національний технічний університет “Харківський політехнічний інститут”

Кафедра обчислювальної техніки та програмування

УДК 681.3

Інв №

ЗАТВЕРДЖУЮ

Завідуючий кафедрою

ОТП

__________(Домнін

Ф.А.)

“_____”_________2001

р.

АНАЛОГО ЦИФРОВИЙ ПЕРЕТВОРЮВАЧ

Пояснювальна записка

АПЗ.38.098424.003 ПЗ

Розробники

Керівник проекту

______(Скородєлов

В.В.)

“_____”_________2001

р.

Виконавець

_______(Борщ С.)

“_____”_________2001

р.

Харків 2001

|Реферат. |

| |

|Данный документ представляет собой пояснительную записку объемом 24 листа. В |

|пояснительной записке представлено 2 таблицы, 11 рисунков, использовано 8 |

|источников литературы и сеть Internet. |

|В данном курсовом проекте разработан многоканальный быстродействующий |

|аналого-цифровой преобразователь, построенный по принципу поразрядного |

|сравнения суммы опорных напряжений с входным сигналом, с использованием |

|резисторного моста Уина как источника "взвешенного" опорного напряжения. |

|Разработка построена на быстродействующих компараторах и быстродействующих |

|аналоговых ключах для “взвешенного” сигнала с управлением от однокристального|

|микроконтроллера. |

|В связи с развитием технологии изготовления интегральных микросхем данный |

|проект предполагает изготовление АЦП в интегральном исполнении. |

|Альбом документов курсового проекта кроме пояснительной записки содержит |

|также чертежи структурной и принципиальной схем устройства. |

| |

| | | | | | |

|Изм|Лит|№ докум |Подпи|Дат|Аналого цифровой |Лит |Лист |Листов|

| | | |сь |а |преобразователь | | | |

| | | | | | | | | |

|Разраб |Борщ С. | | | |К| | |2 |24 |

| |ов В. | | | | |

| | | | | | |

|Утв. |Домнин | | | | |

| |Ф. А. | | | | |

|Содержание |

| |

|Введение |

|1. Разработка структурной схемы устройства и обоснования принятых решений |

|Выбор и обоснование структурной схемы |

|Разработка функциональных схем отдельных блоков устройства |

|Краткое описание работы схемы |

|Техническое обоснование выбора компонентов схемы |

|Описания принципа действия отдельных блоков |

|Коммутатор и усилитель входных сигналов |

|Схема автоматического переключения полярности опорного напряжения |

|Источник опорного напряжения |

|Блок делителей опорного напряжения |

|Блок суммирующих компараторов с аналоговыми ключами для "взвешенного сигнала"|

| |

|Схема управления на микроконтроллере |

|Алгоритм управления АЦП |

|Схема электрическая принципиальная |

|Расчет временных характеристик |

|Список использованной литературы |

|Заключение |

| |

| | | | | | |3 |

|Изм|Лит|№ докум|Подпи|Дат| | |

| | | |сь |а | | |

|Введение |

|Кроме чисто «цифрового» сопряжения (ключи, лампы и т. п.), часто требуется |

|преобразовать аналоговый сигнал в число, пропорциональное амплитуде сигнала и|

|наоборот. Это играет важную роль в тех случаях, когда компьютер или процессор|

|регистрируют или контролируют ход эксперимента или технологического процесса,|

|или всякий раз, когда цифровая техника используется для выполнения |

|традиционно аналоговой работы. Аналого-цифровое преобразование следует |

|использовать в областях, где для обеспечения помехоустойчивой и |

|шумозащищенной передачи аналоговая информация преобразуется в промежуточную |

|цифровую форму (например, «цифровая звукотехника» или импульсно-кодовая |

|модуляция). Это требуется в самых разнообразных измерительных средствах |

|(включая обычные настольные приборы типа цифровых универсальных измерительных|

|прибором и более экзотические приборы, такие, как усреднители переходных |

|процессов, «ловушки для выбросов» и осциллографы с цифровой памятью), а также|

|в устройствах генерации и обработки сигналов, таких, как цифровые синтезаторы|

|колебаний и устройства шифрования данных. |

|И, наконец, техника преобразования является существенной составляющей |

|способов формирования аналоговых изображений с помощью цифровых средств, |

|например, показаний измерительных приборов или двух координатных изображений,|

|создаваемых компьютером. Даже в относительно простой электронной аппаратуре |

|существует масса возможностей для применения аналого-цифрового и |

|цифро-аналогового преобразования. |

| |

| | | | | | |4 |

|Изм|Лит|№ докум|Подпи|Дат| | |

| | | |сь |а | | |

|РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ УСТРОЙСТВА И ОБОСНОВАНИЕ ПРИНЯТЫХ РЕШЕНИЙ |

| |

|Выбор и обоснование структурной схемы |

| |

|В настоящее время, при разработке проектов радиоэлектронных устройств, |

|приоритетными являются разработки предусматривающие интегральное исполнение. |

| |

|Исходя из этого, предлагается схема аналого- цифрового преобразователя, |

|обладающая в интегральном исполнениии (т.е. выполненная в одном кристалле) |

|более высокими параметрами, чем при изготовлении на дискретных элементах. Так|

|как изготовления прецизионных конденсаторов интегральном исполнении является |

|сложной технологической проблемой, в предлагаемой разработке из измерительных|

|цепей конденсаторы исключены. |

|По той же причине технологической сложности изготовления источника опорного |

|напряжения предлагается схема с использованием моста Уина (Вина). |

|Само ядро АЦП - схема на компараторах с суммированием опорного напряжения, |

|выбрана из-за отсутствия сложных схем тактирования и переключения, а |

|изготовление полупроводниковых резисторов и аналоговых ключей с заданными |

|параметрами технологически легко решаема. Использование микроконтроллера |

|оправданно возможностью программно компенсировать постоянную и |

|систематическую погрешности, что в конечном счете повышает точность |

|преобразования. |

|В данной разработке не рассматриваются: |

|а) принцип действия микроконтроллера; |

|б) программирование и способы обмена данными с внешними устройствами; |

|г) тестирование, методы настройки и проверки, |

|поскольку вышеперечисленное выходит за рамки темы. |

| |

| | | | | | |5 |

|Изм|Лит|№ докум|Подпи|Дат| | |

| | | |сь |а | | |

| |

|1.2 Разработка функциональных схем отдельных блоков устройства |

| |

|Структурная схема АЦП (Рис 2) состоит из следующих блоков: |

|1. Аналоговый коммутатор; |

|2. Входной усилитель; |

|3. Схема автоматического переключения полярности опорного напряжения; |

|4. Источник опорного напряжения; |

|5. Блок делителей опорного напряжения с аналоговыми ключами для "взвешенного |

|сигнала"; |

|6. Блок компараторов; |

|7. Схема управления на микроконтроллере. |

| |

| | | | | | |6 |

|Изм|Лит|№ докум|Подпи|Дат| | |

| | | |сь |а | | |

| |

| | | | | | |7 |

|Изм|Лит|№ докум|Подпи|Дат| | |

| | | |сь |а | | |

| |

|1.3 Краткое описание работы схемы. |

| |

|Входные аналоговые сигналы подаются на входы аналогового мультиплексора AnS, |

|управляемого микроконтроллером МС. С выхода мультиплексора, через |

|широкополосный усилитель сигнал подаётся на вход блока компараторов CPM, |

|также усиленный сигнал подаётся на вход схемы автоматического переключения |

|полярности опорного напряжения AuS. |

|Со схемы источника опорного напряжения Uc опорное напряжение подаётся на блок|

|резисторных делителей с аналоговыми ключами RLin и далее на другой вход блока|

|компараторов. С выхода блока компараторов цифровой код, эквивалентный |

|входному измеряемому сигналу, по команде микроконтроллера MC записывается в |

|регистр RG, из которого считывается микроконтроллером для обработки и |

|передачи внешним устройствам. |

| |

|1.4 Техническое обоснование выбора компонентов схемы. |

| |

|В этом разделе рассматривается выбор компонентов для исполнения АЦП на |

|дискретных элементах. |

|Фирмы занимающиеся производством полупроводниковых компонентов предоставляют |

|широкий выбор быстродействующих полупроводниковых элементов: аналоговые |

|ключи, широкополосные операционные усилители, компараторы и т.д. К сожалению,|

|отечественная промышленность не производит компоненты с необходимыми |

|параметрами, поэтому в разработке использована продукция зарубежных |

|производителей. Так в качестве входного мультиплексора можно предложить |

|микросхему 74AC4051 позволяющую коммутировать сигналы с частотой до 100МГц. |

|Для аналоговых ключей в блоке делителей можно, к примеру, использовать |

|микросхемы IH5341 или более быстродействующие, так фирмой "Philips" |

|производятся аналоговые ключи с временем задержки до 2 наносекунд. |

| |

| | | | | | |8 |

|Изм|Лит|№ докум|Подпи|Дат| | |

| | | |сь |а | | |

|Имеется также широкий выбор широкополосных операционных усилителей |

|(см.таблицу 1). |

| |

|[pic] |

| |

Страницы: 1, 2