АНАЛИЗ ВРЕМЕННЫХ СООТНОШЕНИЙ И РАСЧЁТ ПОГРЕШНОСТЕЙ

5 АНАЛИЗ ВРЕМЕННЫХ СООТНОШЕНИЙ И РАСЧЁТ ПОГРЕШНОСТЕЙ

В связи с тем, что генерация пачек прямоугольных импульсов осуществляется по принципу формирования задержек логической единице и нуля на выходе микроконтроллера, а временные задержки определяются количеством тактов, выполняемых микроконтроллером, и значениями констант, загружаемых в регистры, то имеют место временные задержки, которые не на сто процентов соответствуют требуемым значениям – появляется погрешность. Погрешность частоты импульсов в пачке и погрешность временной задержки, соответствующей паузе между пачками импульсов, определяют погрешность частоты следования пачек прямоугольных импульсов.

Для выявления соответствия реальной погрешности частоты следования пачек, которую имеет проектируемый генератор, допустимой погрешности (заданной по техническому заданию) проанализируем, какие реальные параметры выдаёт генератор при трёх значениях длительности импульсов.

Частоту следования пачек можно определить, подсчитав период следования пачек, т.е. длительность пачки и паузы между пачками импульсов, а затем перевести в частоту, разделив единицу на период:

Длительность пачки определяется по формуле:

,

где - длительность импульса в пачке;

 - длительность паузы между импульсами.

Период следования пачек равен:

,

где - длительность паузы между пачками.

В длительность паузы между пачками импульсов входит собственно формируемая контроллером временная задержка, время опроса клавиатуры, время загрузки необходимых констант, т.е.:

Таким образом, частота следования пачек импульсов определяется по формуле:

При расчёте частоты пачек для каждой нажатой кнопки длительность импульсов, время формируемой задержки и время опроса клавиатуры будут иметь свои соответствующие значения. Время загрузки констант в трёх различных случаях одинаковое.

Временные задержки определяются умножением количества тактов, выполняемых контроллером, на значение тактовой частоты (100 кГц) и в формулу для частоты подставляются уже в единицах отсчёта времени.

Погрешность определяется по формуле:

,

где - фактическая частота генератора;

- заданная в ТЗ частота генератора.

При нажатии кнопки 1 имеем реальные значения времени:

=8,96мс

=13,72мс

=899,44мс

=0,12мс

=0,54мс

Тогда частота следования пачек прямоугольных импульсов в этом случае будет:

Погрешность будет составлять:

При нажатии кнопки 2 имеем реальные значения времени:

=9,92мс

=12,44мс

=899,28мс

=0,16мс

=0,54мс

Тогда частота следования пачек прямоугольных импульсов в этом случае будет:

Погрешность будет составлять:

При нажатии кнопки 3 имеем реальные значения времени:

=10,88мс

=11,32мс

 =899,12мс

=0,36мс

=0,54мс

Тогда частота следования пачек прямоугольных импульсов в этом случае будет:

Погрешность будет составлять:

По результатам расчётов погрешности частоты следования пачек импульсов можно сделать вывод, что максимальная погрешность появляется в режиме генерации пачек с длительностью импульсов 10мс. Эта погрешность составляет 0.06% , что значительно меньше той допустимой погрешности, которая задана в техническом задании.

Можно сделать вывод, что данная схема генератора обеспечивает очень маленькую погрешность частоты следования пачек импульсов прямоугольной формы.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ю.П. Гришин, Ю.М. Казаринов, В.М. Катиков. Микропроцессоры в радиотехнических системах – Москва «Радио и связь» 1982

2. Б.П. Балашов, Д.В. Пузанков. Микропроцессоры и микропроцессорные системы – Москва «Радио и связь» 1981

3. Л.И. Ридико. Микроэлектронные проекты. Генератор пачек импульсов на основе AVR. «Телесистемы» - www.Telesys.ru

4. В.Н. Яковлев. Микроэлектронные генераторы импульсов – Киев «Техника» 1982