Реферат: Разработка аппаратной части систем измерения скалярных параметров СВЧ устройств на базе современных микроконтроллеров
на что будет затрачено:
1500 руб. 12 мес. = 18000 руб.
Разрабатываемая система измерений в течении одной секунды автоматически производит измерение в 600 точках и строит на экране ЭВМ необходимую характеристику. Если предположить что зарплата специалиста, работающего на новом оборудовании, будет прежней (1500 руб.), хотя квалификация его может быть ниже, чем в первом случае, то при тех же затратах в год (18000 руб.) будет построено:
255 дней 8 час/день 3600 сек/час = 7344000 характеристик
или произведены измерения в:
7344000 характеристик 600 точек = 4406400000 точках,
что в 4406400000 / 122400 = 36000 раз больше, чем в первом варианте.
Для большей наглядности с экономической точки зрения проведем подобный расчет относительно затраченных средств, то есть подсчитаем сколько потребуется времени новой системе для производства такого же числа измерений, что и старой системе за год.
204 характеристики / 1 сек = 204 секунды
Зарплата специалиста за этот промежуток времени составит:
1500 руб/мес / 22 дня/мес / 8 час/день / 3600 сек/час 204 сек = 0,48 руб.
Таким образом, повышение многофункциональности измерительной аппаратуры, а особенно дорогостоящих СВЧ приборов, превратилось не только в техническую, но и актуальную экономическую проблему.
Окончательно можно отметить, что применение нового вида приборов приведет к:
-
увеличению точности проводимых измерений;
-
уменьшению временных затрат на проведение измерений;
-
повышению универсальности нового прибора по отношению к используемым в настоящее время;
-
значительное уменьшение габаритов и массы нового измерительного комплекса;
-
повышению удобства пользования измерительной системой;
-
улучшению понимания исследуемых процессов за счет скоростной визуализации на экране ЭВМ динамически происходящих процессов;
-
возможности более универсального использования: подключение к любому персональному компьютеру через универсальную шину USB.
2Требования к разрабатываемой системе и постановка задачи
2.1Постановка задачи
Устройство должно принимать от датчика СВЧ сигнала постоянное напряжение от 5 мкВ до 3,6 В, усиливать его усилителем постоянного тока с коммутируемым коэффициентом усиления (1/4,1,4,16,64,256) и подавать на АЦП. Результат измерения АЦП передается в микроконтроллер, усредняется за 1,2,4,8 измерений, корректируется по специальной функции и предается через последовательный канал связи (SPI) для дальнейшей обработки в управляющий компьютер.
Устройство может работать как в режиме измерения, при этом должна обеспечиваться информационная производительность 2.4103 результатов в секунду, так и в режиме калибровки: определение специальной корректирующей функции.
Точность измерения (в верхней части измеряемых значений) составляет 0,1 %.
2.2Требования к разработке аппаратной части
Разработать схему устройства, выполняющего перечисленные функции на микроконтроллере ATMEL 89S8252-24QC.
Работа завершается предоставлением электрической схемы, сборочного чертежа и топологии печатного монтажа.
2.3Требования к разработке программного обеспечения
Разработать программу для микроконтроллера, обеспечивающую выполнение перечисленных функций. Результат представить в виде отлаженных текстов программ, протоколов измерения характеристик устройства в целом.
3Техническое задание
3.1Основание для проектирования
Разработка выполняется в соответствии с планом НИОКР по разработке СИ ВН на 1995 год. Начало и окончание ОКР устанавливается в соответствии с условиями договора. Цель работы – разработка нового поколения средств измерения для измерения комплексных параметров коэффициентов передачи и отражения Р4-, измерителей коэффициентов передачи и отражения Р2-, измерителей характеристик шума Х5-.
3.1.1 Состав каждого комплекта прибора и требования к конструкции
Состав комплекта каждого прибора приведен в Таблица 3.2.
Таблица 3.2 - Состав комплектов приборов
| Наименование | Кол. | Назначение |
| 1 Блок генераторный двух канальный | 1 | Генерирование сигналов СВЧ с заданными параметрами |
| 2 Блок индикации и обработки | 1 | Управление генераторным блоком, измерение и индикации параметров |
| 3 Сменные СВЧ модули | 5 | Обеспечение измерения модуля коэффициентов передачи и отражения, комплексных коэффициентов передачи и отражения, характеристик шума |
| 4 Блок питания | 1 | Обеспечение энергопитания прибора |
| 5 Внешние СВЧ узлы | 2 | Обеспечение решения измерительной задачи Р2-, Р4-, Х5- |
| 6 Комплект ЗИП | 1 | Обеспечение технического ресурса, поверки и ремонта |
| 7 Комплект эксплуатационной документации | 1 | Обеспечение эксплуатации приборов |
| 8 Укладочный ящик | 3 | Табельная упаковка |