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

ИС – импульсы синхронизации (тактовые импульсы)

ИУ – импульсы управления

BF - Буфер

2.Принципиальная схема

2.1 Выбор и обоснование принципиальной схемы

В настоящее время, при разработке проектов радиоэлектронных устройств, приоритетными являются разработки, предусматривающие интегральное исполнение. Исходя из этого, предлагается схема аналого-цифрового преобразователя, обладающая в интегральном исполнении (т.е. выполненная в одном кристалле) более высокими параметрами, чем при изготовлении на дискретных элементах. Перечень элементов представлен в приложении.

Генераторы тактовых импульсов строятся на микросхеме Кр531ГГ1.

Схема сопряжения содержит операционный усилитель типа К544УД2.

В качестве АЦП возьмем микросхему К1108ПВ1А.

Преобразователь параллельного цифрового кода в последовательный построим на микросхеме HitachiMBF1250.

Однонаправленный шинный усилитель построим на микросхеме К155ЛП4.

2.2 Схема включения согласующего операционного усилителя К544УД2

Мы используем схему подключения согласующего операционного усилителя для преобразования двухполярного входного напряжения. В ней используется инвертирующий режим усиления (по отношению к U_вх ) и диодная схем защиты АЦП при перегрузках. Напряжение на входе АЦП связано с входным сигналом следующим соотношением

U_IRN = - K×U_вх + (1 + K)×U_REF1

где K = R₄ /(R₅ + R₆ ) – коэффициент передачи усилителя

U_{REF 1} – опорное напряжение на не инвертирующем входе ОУ

(задается делителем R1-R3)

В нашем случае для диапазона преобразования U_вх = ±2,5В выбираются К = 0,58 и опорный уровень U_{REF 1} = 0,905 В (при U_REF = 2,5 В). Настройка коэффициента передачи осуществляется сопротивлением резистора R5, после чего резистором R2 устанавливается нуль на середину передаточной характеристики АЦП.

При U_вх =2,5В на АЦП появляется выходной код 00..00, а при U_вх =-2,5В – код 11..11.

Таким образом, на выходе преобразователя получаем обратный смещенный двоичный код.

Схема защиты входа АЦП от перегрузок работает следующим образом. Диоды VD1 и VD2, включенные параллельно резистору обратной связи R4, образуют двухсторонний ограничитель. Диод VD4 и стабилитрон VD3, смещенные постоянным током от источников 15 и –15В, задают уровни ограничения в отрицательной и положительной областях (относительно U_{REF 1} ).

Диод VD5 обеспечивает защиту входа АЦП в случае отключения источников питания ОУ или выхода его из строя.

Данная схема включения согласующего ОУ универсальна и позволяет использовать АЦП К1108ПВ1А в режиме максимального быстродействия. При работе БИС АЦП с быстродействующим ОУ типа К544УД2, тщательном монтаже и оптимальной схеме коррекции ОУ время установления процессов в согласующей схеме на уровне 0,1% не превышает 1 мкс.

Рис.2. Схема включения согласующего ОУ

В данной схеме используются следующие элементы:

VD1, VD2, VD4, VD5 – диоды типа КД520А

VD3 – стабилитрон типа КС133А

А – операционный усилитель типа К574УД1

Операционный усилитель типа К574УД1 имеет следующие характеристики

U_cc = ±15 В; U_вых ³ 10 мВ; I_вх £ 0,5 нА; I_потр £ 10 мА

Потребляемая мощность составляет