Аналого-цифровое преобразование с промежуточным буфером при высокой скорости поступления данных

Министерство образования Российской Федерации

Уральский государственный технический университет

Кафедра Автоматика и управление в технических системах

Зав. каф. В.Г. Лисиенко

_____________________

Оценка проекта

Состав комиссии:

АЦП с промежуточным буфером при высокой скорости поступления данных

Курсовой проект

Пояснительная записка

1909 420 000 019 ПЗ

Руководитель

доцент, к.т.н. В.И.Паутов

Нормоконтролер

доцент, к.т.н. Н.С.Калинин

Студенты Н.С.Ковалевский

Гр.Р-311а А.А.Мансуров

Екатеринбург 2005

Реферат

В данном курсовом проекте была разработана система аналого-цифрового преобразования быстроизменяющегося аналогового сигнала в параллельный десятиразрядный код, система преобразования параллельного цифрового кода в последовательный цифровой код, а также система управления данным преобразователем. Были разработаны структурная и принципиальная электрическая схемы. Разработанная схема позволяет преобразовывать входное аналоговое напряжение в диапазоне от -2,5В до +2,5В. Генератор тактовых импульсов выдает сигнал с частотой f = 1 МГц , что позволяет производить 100.000 измерений в секунду (по десять тактов на измерение). Высокая скорость позволяет измерять кратковременные изменения напряжения.

В схеме предусмотрен временный буфер для хранения данных и преобразователь параллельного кода в последовательный, что дает возможность передавать данные по линии связи (например на компьютер) для их дальнейшей обработки.

Система управления позволяет синхронизировать работу всей схемы. Она управляет работой микросхем подавая сигналы управления в определенное время соответствующим микросхемам.

Схема содержит широко распространённые элементы и может быть собрана на практике.

Данный курсовой проект содержит 21 стр., 11 рис.,1стр. приложения

Содержание

Введение

1.Структурная схема

2.Принципиальная схема

2.1 Выбор и обоснование структурной схемы

2.2 Схема включения согласующего операционного усилителя К574УД1

2.3 Аналого-цифровой преобразователь (АЦП)

2.4 Буфер FIFO

2.5 Генераторы тактовых импульсов

2.6 Счетчик импульсов

2.7 Устройство управления на логических элементах

2.8 Буферный усилитель

3. Конструктивное исполнение системы

4. Заключение

5. Библиографический список литературы

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.

1.Структурная схема

Структурная схема преобразователя аналогового сигнала в последовательный код содержит следующие элементы:

ОУ – схема включения согласующего операционного усилителя

АЦП – аналого-цифровой преобразователь (преобразователь аналогового сигнала в параллельный восьмиразрядный код)

ПК – преобразователь параллельного восьмиразрядного кода в последовательный (буфер)

ГТИ – задающий генератор тактовых импульсов

УУ – устройство управления преобразователем

Рис.1. Структурная схема преобразователя

где

АС – аналоговый сигнал (напряжение U_вх)

САС – согласованный аналоговый сигнал

ПВК – параллельный восьмиразрядный код

ЦК – цифровой код (последовательный код)

ИС – импульсы синхронизации (тактовые импульсы)

ИУ – импульсы управления

BF - Буфер

2.Принципиальная схема