- •Аналогово-цифровой преобразователь
- •1. Разработка функциональной схемы
- •Рис 1 – Функциональная схема преобразователя период – код.
- •2. Расчётная часть
- •3. Разработка принципиальной схемы
- •3.1. Выбор счетчика
- •3.2. Выбор триггера
- •3.3. Выбор логического элемента и
- •3.3. Выбор логического элемента не
- •3.4. Выбор регистра
- •3.5. Выбор генератора тактовых импульсов
Министерство Образования и Науки Российской Федерации
Уфимский Государственный Авиационный Технический Университет
Кафедра технической кибернетики
Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине «Схемотехника ЭВМ»
Аналогово-цифровой преобразователь
Выполнил:
студент группы Т28-320
Xxxxxxxxxxx X.X.
Проверил:
Xxxxx
Уфа – 2004
Техническое задание на курсовой проект
Аналогово-цифровой преобразователь периода в код
Вариант |
Параметры | |||
Период |
Напряжение |
Погрешность преобразования |
Выходной код | |
с |
В |
% |
- | |
3.2 |
0-2 |
1-10 |
0,05 |
двоичный |
Содержание
Содержание 3
Вводная часть 4
1. Разработка функциональной схемы 6
Рис 1 – Функциональная схема преобразователя период – код. 6
2. Расчётная часть 7
3. Разработка принципиальной схемы 7
3.1. Выбор счетчика 8
3.2. Выбор триггера 9
3.3. Выбор логического элемента И 9
3.3. Выбор логического элемента НЕ 10
3.4. Выбор регистра 10
3.5. Выбор генератора тактовых импульсов 11
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 Tk – интервал между двумя последовательными преобразованиями. Величина, обратная периоду квантования – частота квантования Гk=1/Tk;
длительность цикла преобразования Tц – задержка между моментом подачи входной величины АЦП и моментом выдачи кода;
время преобразования Tпр – временной интервал, в течении которого временной интервал входной сигнал непосредственно взаимодействует с АЦП. В первом приближении можно считать, что вне интервала Tпр входная величина не оказывает влияния на результаты преобразования;
К точностным параметрам АЦП относят следующие:
количество разрядов выходного двоичного кода n. Оно определяет максимальное значение выходного кода Nmax=2n-1 (минимальное значение кода Nmax равно нулю) и количество уровней квантования входного сигнала, равное Nmax+1;
величина кванта входного сигнала, определяющая разрешающую способность преобразователя по уровню:
,
где Xmax и Xmin – 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 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.