Федеральное агенство связи Сибирский государственный университет телекоммуникаций и

информатики

Кафедра Вычислительных систем

Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине «Схемотехника ЭВМ»

Аналогово-цифровой преобразовател

ь

В

г

ыполнил: ст.гр. ВМ-66 Соколов В.М. Проверил: Резван И.И.

Новосибирск, 2009

Техническое задание на курсовой проект Аналогово-цифровой преобразователь периода в код

			Параметры
Вариант		Период		Напряжение	Погрешность преобразования	Выходной код
		с		В	%	-
3.2		0-2		1-10	0,05	двоичный

Содержание

Техническое задание на курсовой проект 2

Аналогово-цифровой преобразователь периода в код 2

Содержание 2

1. Разработка функциональной схемы 16

3. Разработка принципиальной схемы 21

3.1. Выбор счетчика 21

3.3. Выбор логического элемента И 24

3.3. Выбор логического элемента НЕ 24

3.4. Выбор регистра 24

3.5. Выбор генератора тактовых импульсов 25

5092.03449 .0000 ПЗ

Ич

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Разраб.

Ххххххххххх

Лит.

Лист

Листов

Провер.

Ххххх.

3

13

Реценз.

Н. Контр.

Утверд.

Вводная часть

Аналого-цифровые преобразователи.

В большинстве современных систем управления используются ЭВМ, которые требуют представления информации в виде двоичных кодов. В то же время многие датчики, входящие в состав системы управления, имеют аналоговые выходные сигналы. Для преобразования исходной аналоговой величины в соответствующий ей цифровой эквивалент - двоичный код служат аналого-цифровые преобразователи (АЦП). Они обеспечивают квантование входной аналоговой величины, как по уровню, так и по времени. Обязательность квантования по уровню вытекает из самой природы цифрового представления величин. Необходимость квантования по времени в АЦП связана с ненулевым временем преобразования входной аналоговой величины в выходной код.

В системах управления наиболее часто приходиться преобразовывать в цифровой код следующие аналоговые величины: напряжение и ток, угловое и линейное перемещение, временной интервал, частоту и фазу переменного тока. В качестве цифровой величины в подавляющем большинстве случаев позиционный двоичный код или двоично-десятичный код.

Основные параметры АЦП объединяются в группы временных и точностных параметров. К временным параметрам относятся:

• период квантования Т_к - интервал между двумя последовательными преобразованиями. Величина, обратная периоду квантования - частота квантования Г_k==l/T_k;

• длительность цикла преобразования Т_ц - задержка между моментом подачи входной величины АЦП и моментом выдачи кода;

• время преобразования Т_пр - временной интервал, в течении которого временной интервал входной сигнал непосредственно взаимодействует с АЦП. В первом приближении можно считать, что вне интервала Т_пр входная величина не оказывает влияния на результаты преобразования;

						Лист
					26.03 0154 454. ПЗ	3
Изм.	Лист	№ докум.	Подпись	Дата

К точностным параметрам АЦП относят следующие:

• количество разрядов выходного двоичного кода п. Оно определяет максимальное значение выходного кода N_max=2ⁿ-1 (минимальное значение кода N_max равно нулю) и количество уровней квантования входного сигнала, равное N_max+1;

• величина кванта входного сигнала, определяющая разрешающую способность преобразователя по уровню:

X — X

max min

2"

где Х_тах и X_min - максимальное и минимальное значение входного сигнала. Погрешность квантования входного сигнала по уровню не превышает этой величины.

Преобразователи временного интервала в код.

Задача преобразования временного интервала в код возникает в различных устройствах и системах измерения и управления. Помимо того, что преобразователи временного интервала в код применяются в качестве самостоятельных устройств, они широко используются как составная часть других преобразователей: перемещений в код, частоты и фазы в код и других.

В преобразователях временного интервала в код используется классический метод последовательного счета, при котором преобразуемый временной интервал заполняется импульсами тактового генератора стабильной частоты. Временной интервал определяется путем подсчета числа импульсов, укладывающихся в преобразуемый временном интервале.

Во втором случае при построении преобразователей частоты в код выполняется преобразованием периода, соответствующего данному значению частоты. При этом зависимость между частотой и кодом, соответствующем периоду, оказывается обратно пропорциональной. Собственно преобразование периода в код является частным случаем

						Лист
					26.03 0154 454. ПЗ	А
Изм.	Лист	№ докум.	Подпись	Дата

преобразования временного интервала в код. Функциональная схема преобразователя поэтому аналогична функциональной схеме

преобразователя временного интервала в код.

Преобразование кода, пропорционального периоду, в код,

пропорциональный частоте (т.е. реализации операции деления), является достаточно сложной задачей для автономного преобразователя. Обычно проблема решается либо включения в состав преобразователя микропроцессора, либо операция реализуется на внешней ЭВМ, получающей от преобразователя код, пропорционального периоду.

Методика проектирования преобразователя периода в код, ничем не отличается от методики проектирования преобразователя временного интервала в код.