Текст реферата: страница 2
-8-
4. СХЕМА ЗАПУСКА
Для согласования времени прихода сигнала на вход установки и началом цикла преобразования АЦП служит схема запуска, представленная на рис. 4.1
Схема запуска содержит в себе компаратор, срабатывающий от отрицательного импульса, амплитудой от –1мВ до –4В и выдающий на выходе логический сигнал, либо логическую еденицу, амплитудой от 3 до 5В, либо логический ноль, амплитудой до 0.5В
Для регулировки уровня срабатывания компаратора – исключения срабатывания от шумов и наводок, служит делитель напряжения на резисторах R1 и R2, регулировка возможна в пределах от 0 до 4 В.
Сигнал с выхода компаратора подаётся на R-вход RS-триггера устанавливая уровень логической еденицы на выходе триггера и бите C7 порта РС. Этот бит опрашивается программой контроллера и при обнаружении на нём логической еденицы начинаетсятактирование АЦП и запись результата в память контроллера.
При установке в бите С5 порта РС логической еденицы сбрасывается запускающий сигнал с выхода триггера, схема запуска приводиться в готовность к новому циклу преобразования.
СХЕМА ЗАПУСКА
Рис. 4.1
-9-
5. АЦП КР1107ПВ2
Интегральная полупроводниковая микросхема КР1107ПВ2 представляет собой быстродействующий восьмиразрядный аналогоцифровой преобразователь с частотой преобразования до 20 МГц. Микросхема предназначена для преобразования входных аналоговых сигналов в диапазоне отрицательных напряжений от –2В до 0В в один из кодов параллельного считывания: прямой двоичный, обратный двоичный, прямой дополнительный, обратный дополнительный.
Построение АЦП по полностью параллельной схеме позволяет получить максимальное быстродействие при минимальной динамической погрешности без использования внешней схемы выборки хранения во всем диапазоне частоты преобразования.
Выходные уровни и уровни управляющих сигналов АЦП соответствуют уровням ТТЛ.
Конструктивно ИС КР1107ПВ2изготовлена в металлокерамическом корпусе с 64 выводами типа 2136.64-1. Особенностью корпуса является наличие радиатора, выполненного в виде анодированной пластины из аллюминевого сплава. Такая конструкция обеспечивает работу микросхемы в диапазоне температур –10 ё +70 °С.
Назначение выводов ИС КР1107ПВ2
Опорное напряжение U1
Вход (аналоговый сигнал)
Общий (аналоговая земля)
Вход корректировки нелинейности
Опорное напряжение U2
Напрежение питания Uп1
Общий (цифровая земля)
Тактовый сигнал
Выход 8 (младший разряд)
Выход 7
Выход 6
Выход 5
Управление выходным кодом, вход 2
Выход 4
Выход 3
Выход 2
Выход 1 (старший разряд)
Управление выходным кодом, вход 1
Напряжение питания Uп2
11
13, 15, 16, 18, 20
14, 19
17
22
28, 43
29, 42
30
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
47-50
Основные электрические параметры
-10-
Напрежение питания Uп1
Напрежение питания Uп2
Выходное напряжение высокого уровня
Выходное напряжение низкого уровня
Напрежение смещения "0" на выходе
Абсолютная погрешность преобразования в конечной точке шкалы
Дифференциальная нелинейность
Напрежение источника U1
Напряжение источника U2
Максимальное время преобразования
Максимальная частота преобразования
Апертурная неопределенность
Входная ёмкость
5В
-6В
>2.4B
>0.4B
-0.1ё0.1B
-0.1ё0.1B
-1ё1 ЕМР
-0.1ё0.1B
-2В
<100нS
Ј20МГц
<60пS
<300пФ
Обобщенная схема паралелльного АЦП КР1107ПВ2 представлена на рисунке 5.1 /3/
ОБОБЩЕННАЯ СХЕМА ПАРАЛЛЕЛЬНОГО АЦП
Рис. 5.1
-11-
Микросхема состоит из резистивного делителя опорных напряжений, 256 стробируемых компараторов, дешифратора кодов компараторов, логических схем управления выходным кодом и выходного регистра хранения.
Виды выходных кодов и соответствующие им уровни напряжений на входах 36 и 41 представлены в таблице 5.1
Таблица 5.1
Таблица выходных кодов АЦП КР1107ПВ2
ТИП КОДА
Логические уровни
36
41
Прямой двоичный
Обратный двоичный
Прямой с дополнением до двух
Обратный с дополнением до двух
1
0
1
0
1
0
0
1
-12-
6. КПУ "ЭЛЕКТРОНИКА 2702"
Универсальный программируемый контроллер "ЭЛЕКТРОНИКА 2702" построен на основе микропроцессора К580ВМ80, содержит в своем составе два контроллера ввода-вывода, два программируемых таймера, контроллер прямого доступа к памяти, контроллер прерываний, микросхемы постоянной и оперативной памяти, схемы логики управления. Управление контроллера осуществляется с клавиатуры, результаты отображаются на дисплее.
Контроллер оперирует восьмибитным параллельным кодом, имеет сорок восемь двунаправленных программируемых канало ввода-вывода. Контроллер может осуществлять следующие операции:
1. Опрос портов ввода-вывода и запись информации из них в ОЗУ.
2. Запись в порты ввода-вывода информации из ОЗУ.
3. Все операции с памятью характерные для процессора К580ВМ80 и
определяемые набором его команд.
-13-
7. ПРОГРАММ РАБОТЫ КОНТРОЛЛЕРА
Программа, обеспечивающая работу контроллера и АЦП должна:
1. Предусматривать программное изменение выходного кода АЦП.
2. Стробировать АЦП и записывать результаты в ОЗУ с заданной программно
частотой.
3. Предусматривать программное изменение памяти, отводимой для записи
сигнала.
4. Опрашивать один из портов в ожидании сигнала начала преобразования.
5. Сбрасывать схему запуска в исходное состояние выставлением в одном из
каналов порта сигнала готовности.
Блок-схема программы представленна на рис. 7.1
Полный листинг программы с пояснениями приведен ниже
MVI A, 8A;
OUT F7 ;
MVI A, 20;
OUT F6 ;
M1: IN F6 ;
ANI A, 80;
JN M1 ;
LXI H, 2200;
M3: MVI A, 43;
OUT F6 ;
MVI 03 ;
OUT F6 ;
IN F5 ;
MOV M, A;
M2: MVI B, XX;
DCR B ;
NOP ;
NOP ;
NOP ;
JNZ M2 ;
MVI A, 29;
CMP H ;
INX H ;
JNZ M3 ;
HALT
-14-
БЛОК – СХЕМА ПРОГРАММЫ РАБОТЫ АЦП
Рис. 7.1
-15-
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате проделанной работы спроектировано восьмиразрядное параллельное АЦП для наблюдения формы случайного сигнала, снимаемого с ФЭУ. Данные с АЦП через программируемый контроллер могут передаваться в микропроцессорную систему компьютера для наблюдения и обработки. Установка соответствует заданным техническим условиям, позволяет обрабатывать входные сигналы отрицательной полярности амплитудой от 0 до –2 В и длительностью более 10mS. Выходные данные представляются восьмиразрядным кодом с максимальной погрешностью по амплитуде не более 5% и по длительности не более 3%.
-16-
Приложение 1
БУФЕРНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ
Поз.
обозн.
ОБОЗНАЧЕНИЕ
Кол-во
Примечание
ТРАНЗИСТОРЫ
DA1
КТС 3101А
1
VT1-VT3
КТ 315Г
3
VT4
КП 103Е
1
VT5,VT6
КТ 315Г
2
ДИОДЫ
VD1,VD2
КС 170А
2
VD3
КД 521
1
VD4
КС 170А
2
КОНДЕНСАТОРЫ
C1-C3
Н70 –0,15 ±10% х160В
3
C4,C5
Н50-6 –50,0 ±10% х20В
2
C6,C7
Н70 –0,15±10% х160В
2
РЕЗИСТОРЫ
R1
МЛТ-0,25-1,2К ±10%
1
R2,R3
МЛТ-0,25-620 ±10%
2
R4
СП4-1б–330 ±10%
1
R5
МЛТ-0,25-620 ±10%
1
R6
МЛТ-0,25-330 ±10%
1
R7
МЛТ-0,25-3 К ±10%
1
R8
МЛТ-0,25-47 ±10%
1
R9
МЛТ-0,25-11 ±10%
1
R10
МЛТ-0,25-47 ±10%
1
R11
МЛТ-0,25-11 ±10%
1
R12
МЛТ-0,25-3,6К ±10%
1
R13
МЛТ-0,25-1,8К ±10%
1
R14
МЛТ-0,25-470 ±10%
1
R15
МЛТ-0,25-1,8К ±10%
1
R16
МЛТ-0,25-30 ±10%
1
R17
МЛТ-0,25-1,3К ±10%
1
R18
МЛТ-0,25-43 ±10%
1
R19
МЛТ-0,25-8,2 ±10%
1
R20
МЛТ-0,25-82 ±10%
1
-17-
Приложение 2
ИСТОЧНИК ОПОРНОГО НАПРЯЖЕНИЯ
Поз.
обозн.
ОБОЗНАЧЕНИЕ
Кол-во
Примечание
ТРАНЗИСТОРЫ
VT1
КТС 3101А
1
VT2
КТ 315Г
1
ДИОДЫ
VD1
АЛ 307Б
1
VD2
КД 521А
1
РЕЗИСТОРЫ
R1
МЛТ-0,25-620 ±10%
1
R2
СП4-1б–200 ±10%
1
R3
МЛТ-0,25-2,2К ±10%
1
-18-
Приложение 3
СХЕМА ЗАПУСКА
Поз.
обозн.
ОБОЗНАЧЕНИЕ
Кол-во
Примечание
МИКРОСХЕМЫ
DD1
К 521CА
1
DD2
K 555 TM2
1
РЕЗИСТОРЫ
R1
МЛТ-0,25-1К ±10%
1
R2
МЛТ-0,25-2,2K ±10%
1
-19-
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Федерков Б.Г., Телец В.А., Микросхемы ЦАП и АЦП: функционирование,
параметры, применение. М.: Энергоиздат, 1990. –320с.
2. Валах В.В., Григорьев В.Ф., Быстродействующие АЦП для измерения формы случайных сигналов М.: Приборы и техника эксперемента. 1987. №4 с.86-90
3. Быстродействующие интегральные микросхемы ЦАП и АЦП и измерение их параметров. Под редакцией Марцинкявючеса. М.: Радио и связь. 1988
–224с.
