Вибір структурної схеми

 

Метою курсового проекту являється проектування каналу збору аналогових даних реальної мікропроцесорної системи. Такий канал являє собою пристрій, який забезпечує перетворення аналогового сигналу датчика – джерела повідомлень в цифровий код. При цьому в каналі здійснюється підсилення, фільтрація і нормування сигналу, придушення синфазної перешкоди, приведення сигналу до вигляду, придатного для вводу в аналогово цифровий перетворювач шляхом запам’ятовування його миттєвих значень і зберігання протягом визначеного проміжок часу.

Датчик має симетричний вихід , а АЦП несиметричний аналоговий вхід. Тому для їх узгодження до виходу датчика ми вмикаємо диференційний (узгоджуючий) підсилювач.

З завдання на проект відомо,що одночасно з корисним сигналом діє синфазна перешкода. Для ліквідації її впливу на аналоговий тракт, він повинен мати коефіцієнт послаблення синфазної перешкоди. Пристоєм, що послаблює її може бути той же диференційний підсилювач.

В момент перетворення аналогового сигналу в цифровий код напруга на вході АЦП повинно бути незмінним . Отже, до складу аналогового тракту повинен бути вімкнений пристрій виборки – збереження, котрий періодично запам’ятовує з усереднюванням миттєве значення вихідного сигналу фільтра і зберігає його протягом часу зберігання

Отже структурна схема аналогового тракта може бути представлена як покозано на мал

Мал Структурна схема пристрою

Д – датчик

ДУ – диференційний підсилювач

УВХ – пристрій виборки-зберігання

АЦП – аналогово-цифровий перетворювач

Принцип роботи схеми

Спроектований нами аналоговий тракт може бути використаний у барометричному пристрої, який використовується для точного вимірювання атмосферного тиску, що рівні моря складає 1013 мбар.

Зі збільшенням висоти або зі зміною стану погоди тиск повітря дуже змінюється. Датчик тиску живиться напругою 15V. Вихідна напруга складає 0 - 300 mV для діапазону вимірювання тиску 0-2 бара.

Для підсилення напруги в аналоговому тракті використовується диференційний підсилювач. Він виконує основне підсилення сигналу, придушує синфазну перешкоду, забезпечує узгодження з датчиком і регулює вихідну напругу. Данний підсилювач повинен мати коефіцієнт підсилення напруги рівний 34.

Для данного датчика ФНЧ не потрібен, тому що не заданий частотний діапазон, а сигнал задовольняє нормі.

Після підсилення сигнал подається на пристрій виборки-зберігання. Він слугує для затримки сигналу і подальшої передачі на АЦП при швидкій зміні вхідного сигналу. ПВЗ доцільно використовувати в нашому аналоговому тракті у зв’зку з тим, що тиск може швидко змінюватись.

З ПВЗ сигнал поданий на АЦП.

Вибір и розрахунок принципових схем всіх блоків

 

Вихідні данні:

Датчик

Мінімальне значення ЕДС на виході

Umin вих=0mV

Максимальне значення ЕДС на виході

Umax вих= 300mV

Пристрій виборки-зберігання

Час виборки

Час зберігання

АЦП

Шкала ( вихідна напруга канала)

ШАЦП = 10 V

Розрядність N=10

Вибір і розрахунок електричної принципової схеми диференційного підсилювача

Для підсилення напруги в аналоговому тракті використовується диференційний підсилювач.Він виконує основне підсилення сигналу, придушує синфазну перешкоду, забезпечує узгодження з датчиком і регулює вихідну напругу. ............