Дипломная работа: Устройство ввода аналоговой информации

Конверсионный процесс данных управляется используя CS вход в реальном времени, позволяя устройству связываться с микропроцессором. Конверсионное время определено частотой SCLK.

Использование AD7495AR предоставило проектные методы достижения очень низкого силового рассеивания при высоких показателях производительности.

4.3 Реализация входа АЦП на базе операционного усилителя

OP747AR (рисунок 6) единственный прецизионный биполярный усилитель. Устанавливает стабильные емкостные нагрузки 500pF. Биполярный п-н-п вход связан с высокочастотным CMOS выходом. Это позволяет представлять входной диапазон напряжения усилителя, включая отрицательное напряжение, в пределах 1 мВ выходных шин. К тому же входной диапазон расширяется в пределы 1 В положительных шин. Входная структура п-н-п обеспечивает высокое напряжение пробоя, высокий прирост, и большое значение входного смещения. Входная структура п-н-п также существенно уменьшает шум [7].

Рисунок 6 - Операционный усилитель OP747AR

Характеристики OP747AR:

-низкое напряжение смещения – 100 В максимально;

-низкий входной ток смещения – 10 нА максимально;

-одинарная задача, напряжение – 2,7В до 30В;

-двойная задача, напряжение – 1,35В до 15В;

-низкий ток – 300мА/А максимально;

-большая стабильность.

5 Описание и принцип работы USB-приставки

5.1 Технические характеристики

Разрядность АЦП - 12 двоичных разрядов

Минимальный период повторения отсчетов - 300мкс.

Интервал входных сигналов(без делителя) - от (-1,25 до +1,25) В.

Входное сопротивление - 1 МОм.

Входная емкость - 30пФ.

5.2 Описание работы устройства ввода аналоговой информации

В большинстве случаев информация о протекании того или иного физического процесса фиксируется датчиками в виде непрерывного изменяющихся величин. Чтобы ввести информацию в ЭВМ, необходимо произвести ее преобразование в цифровой код. Такое преобразование осуществляется с помощью преобразователей типа «аналог – код». Процесс преобразования непрерывной информации в цифровой код можно разбить на два этапа: квантование, кодирование [4].

Квантование – разбиение непрерывно изменяющейся величины на определенное конечное число дискретных элементов или состояний (квантовых уровней), уровней потенциала, последовательности импульсов и др. Количество уровней квантования определяется, с одной стороны, требуемой точностью представления измеряемого параметра, с другой – разрешающей способностью чувствительного элемента, т.е. датчика. На точность представления непрерывной величины дискретными значениями влияет частота квантования.

Кодирование – преобразование соответствующих квантовых уровней параметра Х в форму, удобную для ввода в машину.

В зависимости от принципа кодирования аналого-цифровые преобразователи разделяются на три группы:

а) преобразователи последовательного счета – преобразователи с кодированием по принципу счета квантовых уровней, каждому из которых соответствует электрически импульс, эквивалентный единице младшего разряда цифрового кода;

б) преобразователи считывания – преобразователи с кодированием по принципу прямого счета, при котором каждый квантовый уровень кодируется независимо от других в полнее определенной комбинацией двоичных знаков, эквивалентной аналоговой величине;

в) преобразователи сравнения и вычитания – преобразователи с кодированием по принципу сравнения величины с набором эталонных значений (сравнение начинается с максимальной эталонной величины); после каждого сравнения и вычитания формируется значение данного разряда, а полученная разность используется для сравнения со следующим меньшим эталоном.

В качестве преобразователей аналоговых величин в дискретные используются преобразователи типа «вал – число» и «напряжение – число».