Портал освітньо-інформаційних послуг «Студентська консультація»

  
Телефон +3 8(066) 185-39-18
Телефон +3 8(093) 202-63-01
 (093) 202-63-01
 studscon@gmail.com
 facebook.com/studcons

<script>

  (function(i,s,o,g,r,a,m){i['GoogleAnalyticsObject']=r;i[r]=i[r]||function(){

  (i[r].q=i[r].q||[]).push(arguments)},i[r].l=1*new Date();a=s.createElement(o),

  m=s.getElementsByTagName(o)[0];a.async=1;a.src=g;m.parentNode.insertBefore(a,m)

  })(window,document,'script','//www.google-analytics.com/analytics.js','ga');

 

  ga('create', 'UA-53007750-1', 'auto');

  ga('send', 'pageview');

 

</script>

Аналого - цифрові перетворювачі

Предмет: 
Тип роботи: 
Лекція
К-сть сторінок: 
29
Мова: 
Українська
Оцінка: 

вхідного сигналу. Оскільки fт в Кдец разів більша за fд, її називають частотою збиткової дискретизації (oversampling). На рис. 16 показані епюри напруг звичайного перетворення напруги у частоту (а), і перетворення у сігма-дельта модуляторі (б).

Імпульси при звичайній модуляції мають постійну тривалість, а сігма-дельта – змінну, але кратну  = 1/fт (складаються з одиничних посилок). Зліва на рис. 16 записані значення частот проходження імпульсів перетворення у частоту та одиничних посилок сігма-дельта модулятора, що виражені через через . Справа на рис. 16 показана та ж сама послідовність, але синхронізована. Таким чином, сігма-дельта- модульований сигнал це частотно-модульована послідовність одиничних імпульсів, частота яких пропорційна сумі сигналу та шуму синхронізації.
 
Рис. 16. Епюри напруг: а) перетворення напруги в частоту; б) перетворення у сігма-дельта модуляторі
 
На сьогодні сігма-дельта АЦП – єдині, які можуть виконати 24-розрядне перетворення аналогового сигналу.
12. Системи збирання даних та мікроконвертори
Зараз розповсюджені АЦП, де дані сприймаються з багатьох джерел. Такі АЦП називаються системами збирання даних (data acquisition system) або мікроконверторами. Функціональна схема мікроконвертора наведена на рис. 17.
  
Рис. 17. Функціональна схема мікроконвертора
 
Основу цієї системи складає АЦП, звичайно АЦП послідовного наближення. Щоб зменшити кількість корпусів інтегральних мікросхем, що потрібні для системи збору даних, у схему вмонтовані ПВЗ та джерело постійного живлення, Для підключення до декількох джерел вхідних аналогових сигналів використовується аналоговий мультіплексор. Щоб зменшити частоту переривань головного процесора деякі системи збору даних мають оперативні запам’ятовуючі пристрої типу FIFO (First In – First Out – першим увійшов – першим вийшов). Вимірювальний підсилювач, що входить у систему, змінює свій коефіцієнт підсилення по команді зі схеми керування. Це дозволяє вирівняти діапазони аналогових сигналів з різних входів. Схема керування може включати до себе оперативний запам’ятовуючий пристрій, в який завантажується від головного процессору блок робочих команд. В систему збирання даних вбудовується цифровий таймер, який визначає темп перетворення АЦП.
Характерним прикладом системи збирання даних є AD7581 (вітчизняний аналог 572ПВ4), що містить 8-входовий аналоговий мультиплексор, 8-розрядний АЦП послідовного наближення та запам’ятовуючий пристрій.
Особий клас пристроїв з АЦП – це мікроконвертори. Analog Devices створила прилади програмовані пристрої, що вміщували багатоканальний АЦП, мікро контролер та одно- або двохканальний ЦАП. Такий мікро конвертор приймає аналогові сигнали, перетворює їх у цифрові коди, по програмі мікроконтролера перетворює ці коди та за допомогою ЦАП знову перетворює їх у аналогові сигнали. Мікроконвертор ADuC812 має 8-канальний мультіплексор, ПВЗ, 12-розоядний АЦП послідовного наближення з швидкодією 200 кіловибірок за секунду, 2 12-розрядні ЦАП та мікроконтролер.
 
13. Інтерфейси АЦП
 
Цифровий інтерфейс – система, що забезпечує зв’язок АЦП з приймачами цифрових сигналів. Структура цифрового інтерфейсу визначає спосіб підключення АЦП до приймача цифрового коду, зокрема мікропроцесора, або цифрового процесора сигналів.
Найбільш часто використовують спосіб зв’язку АЦП з процесором, при якому АЦП є для процесора як би однією з комірок пам’яті. При цьому АЦП має необхідне число адресних входів, дешифратор адреси і підключається безпосередньо до адресної шини та шині даних процесора. Для цього він повинен обов’язково мати вихідні каскади з трьома станами.
Інша умова спільної роботи АЦП з мікропроцесорами, що називається програмним сполученням, є спільним для будь-яких систем, в які входять ЕОМ та АЦП. Є декілька способів програмного сполучення АЦП з процесорами. Розглянемо головні.
Перевірка сигналу перетворення
Цей спосіб полягає в тому, що команда початку перетворення „Пуск” періодично подається на АЦП від таймера. Процесор знаходиться у режимі очікування від АЦП сигналу перетворення „Готовий”, після якого виходить з циклу, зчитує дані з АЦП та переходить або до слідую чого перетворення, або до виконання головної програми. Тут АЦП виступає як ведучий пристрій (master), а процесор – як відомий (slave). Цей спосіб майже не потребує додаткової апаратури, але він придатний лише в системах, де процесор не дуже завантажений. Цей спосіб дозволяє максимально використовувати продуктивність АЦП. Якщо тривалість обробки даних від АЦП помітно більше, ніж час перетворення АЦП, можна використовувати варіант цього способу, що відрізняється тим, що сигнал „Пуск” поступає від процесора. Процесор виконує головну програму обробки даних, а потім зчитує дані з АЦП та знову його запускає. У цьому випадку процесор виступає у ролі ведучого пристрою, а АЦП – відомого.
Просте переривання
Видавши команду „Пуск”, процесор продовжує роботу по головній програмі. Після закінчення перетворення формується сигнал переривання, який перериває у процесорі обчислення і включає процедуру пошуку периферійного приладу, що надіслав команду переривання. Ця процедура полягає у переборі усіх периферійних пристроїв доки не буде знайдений потрібний. Перевага цього способу у порівнянні з попереднім – більша кількість перетворень за один і той же час, якщо АЦП працює повільно. Якщо АЦП – швидкий, то цей спосіб може виявитись навіть повільнішим, ніж попередній, тому що на обробку переривання може знадобитись значний час.
Векторне переривання
Цей спосіб відрізняється від попереднього тим, що разом із сигналом переривання надсилається також адрес програми звернення до даного АЦП. Тому не треба перебирати усі периферійні прилади.
Прямий доступ до пам’яті
Тут також використовується
Фото Капча