Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6 | Следующая страница реферата

Выбор и расчет структурной схемы аналогового тракта

АЦП имеет несимметричный аналоговый вход, а датчик – симметричный выход. Отсюда ясно, что в состав аналогового тракта должен входить дифференциальный усилитель, подключенный к выходу датчика. Назовем этот усилитель согласующим (СУ).

Наибольшая точность преобразования аналогового сигнала в цифровой код получается, когда используется вся шкала АЦП, т.е. в том случае, когда:

[pic], где [pic]- максимальное значение сигнала на аналоговом входе АЦП, [pic]- шкала АЦП.

Максимальная величина ЭДС [pic]датчика намного меньше шкалы АЦП, поэтому аналоговый тракт должен обладать коэффициентом усиления не менее чем:

[pic], где [pic]- коэффициент запаса по усилению.

Из задания на проект известно, что наряду с полезным сигналом действует синфазная помеха. Для исключения ее влияния аналоговый тракт должен иметь коэффициент ослабления синфазного сигнала (КОСС):

[pic]

[pic]

[pic]

Из задания на проект известна полоса частот спектра полезного сигнала. Это дает возможность сформулировать технические требования к фильтру низких частот по полосе пропускания: граничная частота фильтра
[pic], где [pic]- верхняя частота спектра сигнала датчика.

В задании на проект не оговорены требования к АЧХ фильтра, поэтому тип фильтра низких частот (ФНЧ) выберем самостоятельно. Для реализации ФНЧ используем RC-фильтр типа Баттерворта 2-го порядка.

Преимущества применения активных RC-фильтров по сравнению с LC- фильтрами очевидны. Это хорошая равномерность АЧХ в полосе пропускания и хорошая скорость спада на переходном участке: практически полная развязка входных и выходных цепей, малые габариты и т.д.

В момент преобразования аналогового сигнала в цифровой код напряжение на входе АЦП должно быть неизменно. Следовательно, в состав аналогового тракта должно входить устройство выборки-хранения, которое периодически запоминает с осреднением мгновенное значение выходного сигнала фильтра низких частот и хранит его в течение времени хранения [pic].

Из задания на проект известно, что требуется преобразовывать сигнал поступающий от 4 датчиков. В связи с этим в структурную схему должен быть включен мультиплексор.

В итоге анализа всего вышесказанного структурная схема может быть представлена так, как показано на рисунке 1.

Рисунок 1. Структурная схема аналогового тракта

СУ1…4 – согласующие усилители, ФНЧ1…4 – фильтры нижних частот, УВХ1…4 – устройства выборки-хранения, MS – мультиплексор, АЦП – аналого-цифровой преобразователь.

Определение технических требований к функциональным блокам аналогового тракта

Расчет технических требований будем производить в обратном порядке прохождения аналогового сигнала.

В качестве УВХ используем те принцип действия, которых основан на заряде емкости через ключ в течение интервала [pic], выборки и хранения накопленного значения в течение времени [pic] после отключения ключа. В качестве ключа используют как биполярные, так и полевые транзисторы.
Однако ключи на полевых транзисторах обладают лучшими характеристиками, поэтому их применение предпочтительней.

Основными техническими характеристиками УВХ являются:
1. Коэффициент передачи в момент окончания выборки [pic]
2. Максимальные значения входного [pic]и выходного [pic] напряжений.
3. Входное [pic] и выходное [pic]сопротивления по аналоговому сигналу.
4. Относительные ошибки выборки [pic]и хранения [pic].
5. Форма и параметры сигнала на управляющем входе УВХ.
6. Напряжение источников питания УВХ.

В первую очередь зададимся [pic] и найдем максимальное значение напряжения входного аналогового сигнала:

[pic]

Зная, что современные методы построения УВД дают возможность реализации относительных ошибок [pic] и [pic]до [pic]и ниже, можно установить требования к допустимой погрешности:

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: банк дипломов, вопросы и ответы, изложение язык.





Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6 | Следующая страница реферата