Реферат: Розробка структурної схеми аналого-цифрового інтерфейсу. Підсистема збору аналогових сигналів

,

де f _в – вища частота в спектрі сигналу, що перетворюється. З урахуванням введення аналогового фільтра низьких частот значення f _д збільшується на величину 2 f _сп (де сп – смуга спаду частотної характеристики фільтра від 0 Дб до значення мінус Dx).

Рис. АЧХ аналогового фільтра НЧ

Користуючись практичними даними, які свідчать, що порівняно просто реалізуються фільтри із f _сп = f _в на октаву (тобто у два рази) з затуханням Dср > -70 ДБ (при цьому реалізується порядок фільтра R = 7, тобто, при 1 – Дб на порядок 10*R=70 ДБ), одержимо емпіричний вираз:

При R=10, f _д ≥ 3*f _в ; R=7, f _д ≥ 4*f _в ; R=2, f _д ≥ 8*f _в .

Проте ці співвідношення не враховують реального динамічного діапазону сигналу, а тому більш практичним буде вираз:

Задавшись значенням порядку аналогового фільтра R=7, що дасть значення D_сп = R*10= 70 Дб, отримаємо для вхідних каналів першої групи ППІ:

f _д1 = 2*6*10³ (1+50/70) =20,4 кГц.

При цьому час перетворення АЦП дорівнює Tпр1 = 1/f _д1 = 49 мкс.

Для вхідних каналів другої групи ППІ

f _д2 = 2*1*10³ (1+50/70) =3,4 кГц.

При цьому час перетворення АЦП дорівнює Tпр2 = 1/f _д2 = 294 мкс.

В якості основної частоти дискретизації обираємо частоту f _д1 =20,4 кГц. Частоту f _д2 будемо одержувати шляхом децимації (проріджування) відліків, одержаних з частотою 20,4 кГц на 6, тоді f _д2 = 3,4 кГц.

Виходячи з параметрів n і f_д вибираємо АЦП, користуючись таблицею довідника. Найбільш придатним для нашого прикладу є перетворювач 1113ПВІ, що має значення n=10 ті f_д = 33 кГц. Враховуючи, що для перетворення сигналу кожного каналу в код необхідно виділяти додатковий час , що забезпечує перемикання мультиплексора з каналу на канал (для мікросхеми мультиплексора 590КН6 τ_вст = 0,3 та , при τ_вст = 0.01%), то один АЦП типу 1113ПВІ може за час Tпр1=1/f_д2 =294 мкс забезпечити перетворення миттєвих значень сигналів одного каналу із другої групи та чотирьох з першої. При цьому Тпр= m (tпр+), тобто

Тпр1=1*(30+3)=33<49 мкс,

Тпр2=8*(30+3)=264<294 мкс.

Визначаємо, що 1 АЦП типу 1113ПВІ може перетворити миттєві значення 1 каналу першої групи перетворювачів, або 8 каналів 2-ої групи перетворювачів.

Отже для забезпечення перетворення відліків (миттєвих значень) в цифрову форму 1 каналу першої групи ППІ і 8 каналів другої групи ППІ необхідно встановити АЦП типу 1113ПВІ та один мультиплексор типу 590 КН6.

Результатом розрахунків є побудована структурна схема підсистеми ПЗАС.

4. Пояснення до структурної схеми, яка отримана за результатами розрахунків

В структурній схемі прийняті такі абревіатури:

ППІ – первинні перетворювачі інформації; УНП – узгоджувально-нормувальні пристрої; АФ – аналогові фільтри; АМС – аналоговий мультиплексор; ЦМС – цифровий мультиплексор, АЦП – аналого-цифровий перетворювач; БД – буфер даних, ШД – шина даних.