Интеллектуальный аналогово-цифровой преобразователь - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа
Главная
Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Интеллектуальный аналогово-цифровой преобразователь
Использование наилучшего из числа возможных алгоритмов измерения, способность трансформации алгоритма измерений в процессе его выполнения. Высокие требования к точности и надежности приборным интеллектуальным аналогово-цифровым преобразователям.
посмотреть текст работы
скачать работу можно здесь
полная информация о работе
весь список подобных работ
Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Частоты f1, f2 и f3 определены в техническом задании и соответственно равны 40, 60 и 220 кГц.
Площадь спектра, ограниченная ФНЧ должна быть не менее 0.95·S = 79130 условных единиц. Путем расчета в программе MathCad 2000 Professional определим, что данное условие достигается на частоте среза fc = 181.5. [кГц].
Согласно теореме Котельникова, минимальная частота дискретизации определяется:
гдеfв - верхняя граничная частота, равная 181.5. [кГц]
Однако, может наблюдаться эффект наложения спектров и данный спектр входного сигнала имеет некомпактный вид, поэтому введем коэффициент запаса, равный 1.7.
Значение частоты дискретизации выбираем 625 кГц.
Расчет частоты дискретизации по теореме Бернштейна:
Где Дap - погрешность аппроксимации при восстановлении сигнала по его дискретным значениям. Примем равным 4/3 от шага квантования.
Следовательно, при использовании fд по Котельникову спектр выходного сигнала потерян не будет, но на верхних частотах будет большая погрешность аппроксимации при восстановлении сигнала.
В качестве входной части используется повторитель напряжения на операционном усилителе для обеспечения необходимого значения входного сопротивления.
В данной схеме входное сопротивление определяется значением резистора R1. Для обеспечения единичного коэффициента усиления номинал резистора R3 будет равен номиналу резистора R1. Но последовательно с резистором R2 включен подстроечный резистор R4, поэтому номинал резистора R3 необходимо уменьшить на значение, равное половине значения номинала подстроечного резистора R4. Резистор R2 не влияет на значение коэффициента усиления и вводится для уменьшения изменений выходного напряжения, вызванных временными или температурными колебаниями входных токов. Значение R2 выбирают из условия
В качестве операционного усилителя используется К140УД26. Усилитель содержит на входе схему защиты входных дифференциальных каскадов от перегрузок и пробоя высоким входным напряжением.
В качестве ФНЧ выберем фильтр Баттерворта, так как он имеет гладкую спектральную характеристику, без пульсации в зонах пропускания и заграждения, описываемую функцией [Гут]:
где - относительная (безразмерная) частота;
В качестве фильтра низких частот применим фильтр Баттерворта на основе операционных усилителей со структурой Салена-Ки четвертого порядка, который представляет собой последовательное соединение двух фильтров низких частот второго порядка. Частота среза фильтра fс вычислена выше и составляет 181.5. кГц.
Рис 2. Схема фильтра низких частот.
Согласно методике, предложенной в [Гут], расчет производится следующим образом:
Для первого звена: A = 1; b = 0.7654; c = 1.
Для второго звена: A = 1; b = 1.8478; c = 1.
Схема определения знака реализована на быстродействующем компараторе, неинвертирующий вход которого подключен к выходу фильтра низких частот, а инвертирующий вход заземлен. Выход компаратора выведен на внешний порт. При положительной полярности сигнала компаратор выдаст высокий уровень, а при отрицательной - низкий.
Рис.3 Схема определения полярности сигнала
Расчет схемы автоматического выбора пределов измерения
Устройство автоматического выбора предела измерения служит для приведения значения входного сигнала к основному пределу измерения 1В. Принцип действия устройства основан на изменении коэффициента передачи усилителя в зависимости от величины входного напряжения.
Входной сигнал Uвх поступает на входа операционного усилителя DA9 и преобразователя амплитудных значений (ПАЗ), сигнал с которого идет далее на сторожевые компараторы DA4 и DA5, изменяющие коэффициент усиления операционного усилителя DA9 с помощью мультиплексора MUX DA8.
ПАЗ работает следующим образом. Преобразуемое переменное напряжение подается на неинвертирующий вход ОУ DA3. Если Uвх > 0, диод VD1 смещается в прямом направлении, подключая С18 к выходу ОУ DA3. Конденсатор С18 заряжается до амплитудного значения Uвх с постоянной времени, определяемой емкостью С18 и малым выходным сопротивлением ОУ DA3 с единичной отрицательной обратной связью. При уменьшении Uвх диод VD1 смещается в обратном направлении, отключая С18 от выхода усилителя. Скорость разряда определяется значениями конденсатора С18 и резистора R10. Диод VD2 фиксирует выходное напряжение ОУ DA3 на уровне, равном -Uд, что уменьшает время, необходимое для перехода от режима разряда конденсатора С18, к режиму заряда. Погрешность преобразования определяется неидеальностью ОУ DA3, конечным значением обратного сопротивления диодов и наличием тока утечки конденсатора С18. Номинал конденсатора С18 определяется из условия:
где фраз - постоянная времени разряда ПАЗ.
Постоянная времени разряда ПАЗ должна быть в 2 - 3 раза меньше периода дискретизации. Номинал резистора R10 примем равным 2 кОм.
Опорное напряжение задается источником опорных напряжений DA2 и равно 1.25В. Если Uвх менее 0.01В, то оба компаратора закрыты, если находится в пределах 0.01…0.1В, DA2 открывается, если более 0.1В, то оба компаратора открыты. Исходя из этого условия определим значения резисторов R11, R12 и R13.
Откуда находим, что R12 = 9·R13 и R11 = 115·R13.
R13 примем равным 100 Ом, тогда R12 = 900 Ом и R13 = 11.5. кОм.
Значения R14…R16 находят исходя из значения коэффициента усиления.
Значение R20 примем равным 47 кОм. При отрытых компараторах ток обратной связи усилителя будет протекать через R8 = 47 кОм (Ku = 1), при открытом DA2 - через R7 = 470 кОм (Ku = 10), при закрытых компараторах - через R6 = 4.7. МОм (Ku = 100). Значение резистора R21 можно принять равным 47 кОм.
Расчет преобразователя средневыпрямленных значений
В качестве преобразователя средневыпрямленных значений выберем двухполупериодный преобразователь средневыпрямленных значений с заземленной нагрузкой.
Выходное напряжение данного преобразователя определяется из условия
коэффициенты преобразования полуволн напряжений равны и имеют равные знаки. В результате выходное напряжение Uвых будет однополярным и пропорциональным средневыпрямленному значению напряжения.
Чтобы сопротивление R24 не оказывало влияние на работу усилителя DA10, его целесообразно принять равным 50 ч 200 кОм, выбираем R24 = 100 кОм. Для получения единичного коэффициента преобразования DA2 выбираем R24 = R27 = R29.
Сопротивление R28 находится из уравнения
В качестве выпрямительных элементов целесообразно использовать универсальные и импульсные диоды. Выбираем диоды КД522А. Сопротивление R26 должно быть в 100 ч 200 раз больше прямого сопротивления диодов VD3 и VD4 []. У диодов КД522А сопротивление при прямом включении равно 15 Ом, принимаем R26 = 2 кОм
Коэффициент усиления DA10 для положительной полуволны примем равным 2, тогда R26 = 2 R22. R22 = 1 кОм
Погрешности преобразования зависят от точности выполнения условия и смещения нуля ОУ DA11.
рис 7. Структурная схема устройства выборки-хранения
«ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ». Учебное пособие - (База необходимых знаний для подготовки бакалавров, дипломированных специалистов, магистров) - М.: Издательство МГОУ,
Электроника и микропроцессорная техника: Учебник для вузов / В.Г. Гусев, Ю.М. Гусев. - М.: Высш. шк., 2004.
Аванесян Г.Р., Левшин В.П. Интегральные микросхемы ТТЛ, ТТЛШ: Справочник. - М.: Машиностроение, 1993.
Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных устройствах. - Л.: Энергоатомиздат, 1988.
Бирюков С.А. Применение интегральных микросхем серий ТТЛ. - М.: "Патриот", МП "Символ-Р", "Радио", 1992.
Аналоговые измерительные устройства: Учебное пособие / В.Г. Гусев, А.М. Мулик; Уфимск. гос. авиац. техн. у-нт. Уфа, 1996.
Основы метрологии и электрические измерения: Учебник для вузов / Б.Я. Авдеев, Е.М. Антонюк, Е.М. Душин и др. - Л.: Энергоатомиздат, 1987.
Федорков Б.Г., Телец В.А. Микросхемы ЦАП и АЦП: функционирование, параметры и применение. - М.: Энергоатомиздат, 1990.
Применение прецизионных аналоговых микросхем / А.Г. Алексеенко, Е.А. Коломбет, Г.И. Стародуб. - М.: Радио и связь, 1985.
Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство. - М.: Мир, 1982.
Аксенов А.И., Нефедов А.В. Резисторы, конденсаторы, провода, припои, флюсы: Справочное пособие. - М.: "Солон-Р", 2000.
Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы: Справочник. - М.: Радио и связь, 1987.
Каталог "Чип индустрия". Осень 2003. www. chipindustry. ru
Справочные материалы фирмы Analog Device. www. analog. com
Справочные материалы фирмы Intersil. www. intersil. com
ГОСТ 2.701-84. Единая система конструкторской документации. Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению.
ГОСТ 2.702-75. Единая система конструкторской документации. Правила выполнения электрических схем.
Аналогово-цифровые преобразователи последовательного счета и последовательного приближения. Разработка модели аналогово-цифрового преобразователя с сигма-дельта модулятором. Проектирование основных блоков сигма-дельта модулятора на КМОП-структурах. дипломная работа [2,1 M], добавлен 18.11.2017
Авторская разработка модели измерительного нейрона в рамках эквисторной структуры измерительной нейросети, формируемые на ней ассоциативно-проективные измерительные структуры. Повышение метрологических характеристик аналогово-цифрового преобразователя. дипломная работа [1,4 M], добавлен 25.10.2013
Использование серийных микропроцессорных датчиков давления серии "МЕТРАН" вразработке математической модели датчика давления и реализации ее в системах измерения давления. Аналогово-цифровой преобразователь системы: параметры структурных составляющих. курсовая работа [32,0 K], добавлен 27.02.2009
Разновидности аналогово-цифровых устройств. Последовательный аналого-цифровой преобразователь со ступенчатым пилообразным напряжением. Принцип работы двухканального осциллографа. Традиционный LPT-порт. Неисправности и тестирование параллельных портов. курсовая работа [740,7 K], добавлен 29.11.2008
Разработка схемы цифрового милливольтметра, которая должна содержать аналогово-цифровой преобразователь, дешифратор и индикатор, показывающий измеренное значение. Составление таблицы согласований напряжений для разработки радиоэлектронных средств. курсовая работа [1,7 M], добавлен 05.01.2012
Разработка цифрового устройства шумовой автоматической регулировки усиления для аналогово-цифровых приёмников РЛС. Расчет экономической эффективности проектируемого изделия. Использование программно-аппаратных средств. Оценка рынка, конкурентоспособности. бизнес-план [96,5 K], добавлен 13.06.2012
Разработка структурной, функциональной и принципиальной схемы контроллера, управляющего работой инкубатора. Аналогово-цифровой преобразователь, потребляемая мощность и быстродействие системы. Алгоритмическое и программное обеспечение, листинг программы. курсовая работа [900,8 K], добавлен 28.12.2012
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .
© 2000 — 2021
Интеллектуальный аналогово-цифровой преобразователь курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Психическая Травма Реферат
Дипломная Работа На Тему Правовое Положение Иностранных Инвестиций В России
Реферат На Тему Политические Основы Идеологии Белорусского Государства
Курсовая работа по теме Аудит учета нематериального актива
Дипломная работа по теме Игра на уроках истории как активная форма обучения
Факторы Определяющие Здоровье Реферат
Реферат: «Методические рекомендации по внедрению подвальной автономной газовой котельной»
Курсовая работа по теме Особенности финансовой сферы функционирования некоммерческих организаций
Оценка Сочинения По Русскому Огэ
Реферат по теме Абвяшчэнне дзяржаўнага суверэнітэту РБ
Сочинение На Английском Про Любимого Автора
Источники Богатства Государства Эссе По Экономике
Реферат Портфолио Скачать Бесплатно
Курсовая работа по теме Муниципальное имущество: состав, формирование, правовые режимы
Сочинение По Литературе Про Маму
Курсовая Работа На Тему Самоорганизация Менеджера На Предприятии (На Примере Ооо "Рационал")
Экономическое Эссе Мой Герой
Курсовая работа по теме Вирусный гепатит С
Современные Тенденции Тюнинга Для Двигателя Реферат
Этнические Процессы В Африке Реферат
Опыт и проблемы преобразования муниципальных учреждений в автономные учреждения органами местного самоуправления г. Челябинска - Государство и право дипломная работа
Правосознание - Государство и право курсовая работа
Развiцце палiтычнай и прававой думкi на тарэторыi сучаснага беларускага гасударства у XVI – XVIII ст. - История и исторические личности реферат