Курсовая работа: Схема сбора аналоговой информации микропроцессорной системы

По завершении указанного процесса АЦП вырабатывает сигнал готовности "Готов", свидетельствующий о соответствии его выходного кода величине входного напряжения на аналоговом входе.

Временные диаграммы, иллюстрирующие работу АЦП, приведены на рис.1. Одной из особенностей работы ряда быстродействующих АЦП (например, поразрядного уравновешивания) является возможность появления сбоев при изменении уровня входного напряжения на момент преобразования.

Рисунок 1 - Временные диаграммы работы АЦП

По этой причине существует ограничение по скорости изменения входного сигнала.

Для освоения технических параметров АЦП необходимо уяснить следующее.

Суть работы АЦП заключается в том, что каждому уровню входного напряжения ставится в соответствие N -разрядный параллельный двоичный код. В самом простом случае это может быть параллельный прямой двоичный код, т.е. результат преобразования мы получаем в двоичной системе исчисления.

В двоичной системе счисления так же, как и в десятичной, каждой позиции (разряду) присвоен определенный вес.

Веса первых 10 разрядов (позиций) цифр двоичного числа имеют следующие значения, указанные в табл.1.

Таблица 1 - Значения веса первых 10 разрядов цифр двоичного числа

Вес	512	256	128	64	32	16	8	4	2	1
Разряд	D9	D8	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0

Зная вес разряда, легко осуществить перевод двоичного числа в десятичное, например,

1011101₂ 1=

Число разрядов выходного двоичного кода АЦП определяет его точность. Чем больше число разрядов, тем выше точность.

Точность оценивается относительной погрешностью:

,

где N - число разрядов.

Важным параметром является "Шкала АЦП", которая влияет на минимально различимый уровень входного сигнала АЦП.

Шкала АЦП численно равна максимально допустимому значению входного напряжения, которому ставится в соответствие максимальное двоичное число на выходе АЦП. Так, при шкале, равной 10 В, в десятиразрядном АЦП мы получаем при подаче В двоичное число

1111111111₍₂₎ =1023₍₁₀₎ ,

а при шкале 1 В мы при подаче уже 1 В получаем то же самое число 1023₍₁₀₎ .

Минимально различимый уровень при шкале 10 В

а при шкале 1 В :

Вполне понятно, что максимальное напряжение на аналоговом входе не должно превышать шкалу АЦП. В противном случае нарушится однозначное соответствие выходного кода и уровня напряжения входного сигнала.

Источником информации (сигнала) для проектируемого канала сбора аналоговых данных является датчик с симметричным относительно общего провода выходом. Тип датчика не конкретизируется. Это может быть датчик перемещений, датчик температуры, измерительная мостовая схема и т.п.

Но в задании оговорена функциональная зависимость ЭДС датчика от измеряемой величины, и одной из задач РГР является линеаризация характеристики измерительного тракта с целью повышения точности измерений.

Зависимость ЭДС датчика от измеряемой величины (для дневного отделения) для одних вариантов определена аналитическим выражением, для других - графической зависимостью .

Одновременно с полезным дифференциальным сигналом на вход проектируемого устройства попадает синфазная помеха, уровень напряжения которой задан. Эта помеха может иметь различную физическую природу - сетевые наводки, радиопомехи и т.п. Уровень синфазной помехи может значительно превышать уровень полезного сигнала, что требует принятия специальных мер ее подавления.