3. Опис схеми лабораторної роботи "Аналого-цифровий перетворювач"

3.1 Цифрова частина

На рисунку (див. додатки) наведена принципова схема двоканального АЦП. Кожний канал побудовано на інтегральній мікросхемі 14-ти розрядного АЦП типу AD7899 фірми Analog Devices. Основні параметри АЦП AD7899 наведено в додатку, а детальні характеристики та повний опис роботи наведено в описі виробника (додається).

Так як мікросхема АЦП AD7899 має вихідний цифровий інтерфейс паралельного типу, то для мультиплікації шини даних інтерфейсу Centronics (лінії D0-D7 на схемі рис.) використовуються чотири буферних мікросхеми (DD2-DD5) типу 74HC245 та дешифратор з двійкового коду у десятковий код (DD1) типу 74HC138. За допомогою дишефратора DD1 з двох сигналів інтерфейсу Centronics #INIT та #SLCT IN (сигнали ST0 та ST1 на схемі рис.) формуються чотири стробових сигналів #RD1-#RD4. В свою чергу, ці стробові сигнали переводять один з буферів DD2-DD5 в активний стан на шині даних інтерфейсу Centronics (див. таб.3). Таким чином, при будь якій комбінації станів сигналів ST0 та ST1 шина даних буде завжди з'єднана тільки з певною частиною ліній DB1_0-DB1_13 та DB2_0-DB2_13 які йдуть від АЦП.

Таблиця 3.

Стани стробових сигналів вибору буферів

ST0	ST1	#RD1	#RD2	#RD3	#RD4
0	0	0	1	1	1
0	1	1	0	1	1
1	0	1	1	0	1
1	1	1	1	1	0

Мікросхеми АЦП в даній схемі ввімкнені в режимі BUSY Mode (див. ст.11 опису AD7899 та рис.7). По короткому імпульсу додатної полярності сигналу запуску #CONVST АЦП запускається на перетворення. При цьому вихідний сигнал BUSY переводиться в стан "1" на весь час перетворення. По закінченню перетворення лінія BUSY переводиться в стан "0". Так як в схемі сигнали #RD та #CS завжди в активному стані, то після перетворення вихідний код на лінії даних DATA АЦП з’являється одразу. Далі шляхом мультиплексування буферними мікросхемами DD2-DD5 данні з АЦП зчитуються через шину даних інтерфейсу Centronics.

Лінії BUSY обох мікросхем АЦП DD6 та DD7 (відповідно сигнали BUSY1 та BUSY2 на схемі) з’єднані з лініями BUSY та PE інтерфейсу Centronics. Сигнал #CONVST обох АЦП з’єднано разом і керується лінією #STROBE інтерфейсу Centronics (сигнал #CNV на схем).

Послідовно ввімкнені опори на шині даних АЦП дозволяють зменшити імпульсні струми при перемиканні цифрових сигналів і тим самим зменшити вплив електричних завад на блок аналого-цифрового перетворювача. Величина цих опорів обирається в межах 100-1000 Ом.

Для стабілізації напруги живлення VCC елементів схеми використовується мікросхема інтегрального стабілізатора DA1 типу 7805. Для індикації присутності живлення на платі використовується зелений світлодіод PWR (HL1 на схемі).

3.2 Аналогова частина

Аналогова частина побудована на чотирьох канальному операційному підсилювачі типу TL084 та складається з трьох каналів:

1. підсилювач сигналу генератора (DA3:1);

2. диференціальний підсилювач напруги на виводах навантаження X1 X2 (DA3:2);

3. перетворювач струм-напруга: диференційний підсилювач DA3:3 та операційний підсилювач DA3:4.

Вхід АЦП DD6 підключається або до виходу підсилювач сигналу генератора або до виходу диференціального підсилювача за допомогою реле Y1. Реле перемикається за допомогою сигналу #AUTO FD інтерфейсу Centronics (сигнал RELEY на схемі) та електронного ключа VT1. При ввімкненому реле вхід АЦП DD6 приєднується до підсилювача сигналу генератора (DA3:1) та для індикації цього стану на платі загорається червоний світлодіод RLY (HL2 на схемі).

Коефіцієнти підсилення підсилювачів DA3:1, DA3:2 та DA3:3 дорівнюють одиниці. Коефіцієнт перетворення струм-напруга на операційному підсилювачі DA3:4 дорівнює 1000 В/А (визначається величиною опору R55). Вихідний сигнал диференційного підсилювача перетворювача (DA3:3) струм-напруга подається на вхід АЦП DD7.

Для формування двох напруг живлення операційного підсилювача DA3 використовується імпульсний DC-DC перетворювач DA2 типу TMA0512D.