Проектирование учебного демонстрационного стенда "Цифроаналоговый преобразователь" с подключением к компьютеру через порт USB
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
? значащего разряда.
Время установления выходного напряжения или тока tуст - интервал времени от подачи входного двоичного входного кода до вхождения выходного сигнала в заданные пределы.
Максимальная частота преобразования fпр - наибольшая частота дискретизации, при которой параметры ЦАП соответствуют заданным значениям. Максимальная частота и время установления определяют быстродействие ЦАП.
Виды ЦАП условно можно разделить на две группы:
с резисторными матрицами;
безматричные ЦАП.
Один из возможных схемных вариантов резисторной R2-R матрицы показан на рисунок 4
Рисунок 4 - Схема резисторной матрицы R2-R
В интегральном исполнении применяются только ЦАП с прецизионными резисторными матрицами, формирующими выходные сигналы путем суммирования токов. ЦАП содержит элементы цифровой и аналоговой схемотехники. В качестве аналоговых элементов используются операционные усилители, аналоговые ключи (коммутаторы), резисторные матрицы и т.д.
Аналоговые элементы, входящие в состав ЦАП, практически полностью определяют его качественные и эксплуатационные параметры, основную роль при этом играют точность подбора номиналов резисторов резисторной матрицы и параметров операционного усилителя (ОУ).Операционный усилитель представляет собой усилитель постоянного тока, имеющий коэффициент усиления по напряжению более тысячи. Он имеет дифференциальный входной каскад, т.е. имеет два входа: инвертирующий и неинвертирующий.
Своему названию ОУ обязан аналоговым вычислительным машинам, так как первоначально он был ориентирован на моделирование различных математических операций. Появление ОУ в виде интегральных микросхем привело к быстрому росту популярности ОУ в реализации аналоговой и гибридной электронной схемотехники. Условное обозначение ОУ показано на рисунок 5.
Рисунок 5 - Условное обозначение операционного усилителя:
а) - стандартное по ГОСТу; б) - для рабочей документации
Благодаря большому коэффициенту усиления (современные ОУ имеют коэффициент усиления К=105 ...106) и малым входным токам, усилители, построенные на базе ОУ, обладают уникальными свойствами. В частности, параметры многих устройств определяются только внешними цепями - цепями обратной связи, соединяющими выход ОУ с его входом. Промышленностью выпускаются ЦАП в виде интегральных микросхем содержащих в своем составе резистивную матрицу R-2R, электронные ключи и резистор обратной связи. Для подключения операционного усилителя в микросхеме имеются специальные выводы. В качестве примера на рисунок 6 показана схема десятиразрядного ЦАП, построенного на базе ИМС К572ПА1.
Рисунок 6 - Схема ЦАП на микросхеме КР572ПА1
Назначение выводов микросхемы:
1 и 2 - выходы;
3 - общий;
4тАж13 - цифровые входы;
14 - вывод для подачи напряжения питания;
15 - для подачи опорного напряжения;
16 - цепь обратной отрицательной связи.
Выше изложенный материал этого раздела является основой моделирования и визуальной демонстрации процесса преобразования цифровой информации в аналоговую величину для разрабатываемого учебного стенда Цифроаналоговый преобразователь. Для успешной разработки и изготовления стенда необходимо выполнить следующее:
разработать основные технические требования, предъявляемые к устройству;
провести обзор существующих методов решения поставленной задачи;
разработать структурную схему проектируемого устройства;
сделать выбор и обоснование электронных компонентов устройства;
разработать принципиальную схему устройства;
разработать печатную плату;
разработать общий алгоритм программного обеспечения;
разработать необходимые рисунки чертежи дипломного проекта;
разработать инструкции по применению устройства;
разработать меры безопасности;
расiитать себестоимость изделия;
расiитать цену и прибыль от реализации изделия;
раiисть показатель экономической эффективности производства изделия.
1.2 Основные технические требования, предъявляемые к разрабатываемому устройству
Технические требования это один из разделов технических условий, которые разрабатывается по решению разработчика (изготовителя) или по требованию заказчика (потребителя) продукции.
На любые устройства в основных технических требованиях описываются:
назначение устройства;
условия эксплуатации;
основные технические характеристики;
различные другие требования.
Разрабатываемое устройство изначально расiитано не на использование в промышленности, а как демонстрационное учебное пособие для изучения процесса преобразования цифровой информации в аналоговую. Данное устройство будет использовано в лаборатории 19 НПГК в нормальных условиях эксплуатации. Основные технические характеристики, которым должен соответствовать разрабатываемый демонстрационный учебный стенд Цифроаналоговый преобразователь, приведены в таблице 1
Таблица 1 - Основные технические требования проектируемого устройства
№ п/пНаименование параметраЗначение1Время установления выходного сигнала ЦАП не более0,1 мс2Количество разрядов83Погрешность преобразования не более1%4Нелинейность преобразования не более0,1%5Скорость преобразования не более0,1 мс6Стенд относится к ремонтопригодным изделиям7Код входного сигналаДвоичный8Длина преобразуемого слова8 бит9Средний срок службы стенда не
Copyright © 2008-2013 studsell.com рубрикатор по предметам рубрикатор по типам работ пользовательское соглашение