Разработка программно-аппаратной системы адаптивного аналого-цифрового преобразования сигналов звукового диапазона на базе однокристального микроконтроллера
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
?ормулу:
(4.13)
Результаты вычислений сведены в таблицу 4.10
Альтернатива А:
Альтернатива Б:
Альтернатива В:
Таблица 4.10 - Вклады критериев в функции полезности
АльтернативыКритерииА1А2А3А4А5А64,0496,8967%3,5124,2686%2,5207%Б62,8921,6858,2222%2,924%1,2759%В14,9421,8347,1157%7,0744%4,0331%
4.8 Анализ результатов вычислений вектора глобальных приоритетов
Наиболее предпочтительной оказалась альтернатива А (система на базе АЦП с сигма-дельта архитектурой) с отрывом от ближайшего "преследователя" - альтернативы В (система на базе АЦП с прямым способом преобразования) на (0,5094-0,3025) *100%=20,69%. Этот отрыв считается существенным, поскольку он превышает возможную погрешность метода анализа иерархий (10%). Второе место заняла альтернатива В с отрывом от альтернативы Б (система на базе АЦП с последовательным способом преобразования) на (0,3025-0,1881) *100%=11,44%. Этот отрыв также существенный. Таким образом - альтернатива А - первое место, альтернатива В - второе, альтернатива Б - третье место.
Наиболее значимые вклады в функцию полезности альтернативы А внесли критерии А1 - "Точность преобразования" (64,0496%), А2 - "Удобство эксплуатации" (24,8967%), А4 - "Простота реализации" (10,2686%).
Наиболее значимые вклады в функцию полезности альтернативы Б внесли критерии А1 - "Точность преобразования" (62,8921%), А3 - "Стоимость" (22,2222%), А2 - "Удобство эксплуатации" (10,6858%).
Наиболее значимые вклады в функцию полезности альтернативы В внесли критерии А2 - "Удобство эксплуатации" (39,8347%), А3 - "Стоимость" (34,1157%), А1 - "Точность преобразования".
Критерий А5 "Быстродействие" не оказал существенного влияния на полезность ни одной из альтернатив.
4.9 Анализ согласованности всей иерархии
Чтобы оценить согласованность всей иерархии, надо воспользоваться следующей формулой:
ОСИерархии= (4.14)
где xi - значение i-ой компоненты вектора локальных приоритетов
второго уровня,
ИСi - значение i-го индекса согласованности матриц попарных
сравнений третьего уровня;
СС (m) - значение случайной согласованности для
Согласно (4.14)
Иерархия не является идеально согласованной, поскольку значение отношения согласованности отлично от 0, но согласованность иерархии считается удовлетворительной, так как значение отношения согласованности не превысило 10%.
Оценим вклад каждой матрицы в несогласованность иерархии по формуле
VKi= (4.15)
где xi - значение i-ой компоненты вектора локальных приоритетов второго уровня,
ИСi - значение i-го индекса согласованности матриц попарных
сравнений третьего уровня;
Воспользуемся промежуточными результатами расчёта по формуле (4.14):
Наибольшие вклады в несогласованность всей иерархии вносят матрицы А1 (42,4528%), А3 (29,2453%), А4 (23,5849%).
5. Описание структурной схемы системы
Структурная схема системы приведена на чертеже СевНТУ 7.091501.38. Э1
Подсистема приёма входных данных приводит в соответствие диапазон входного сигнала к диапазону аналого-цифрового преобразователя. Преобразование параметров входного сигнала для аналого-цифрового преобразователя осуществляется посредством использования операционного усилителя (в данной схеме будет использоваться усилитель MAX232). Для полноценной работы АЦП со входом 5 В и источника сигнала с максимальным выходом 250 мВ нужен усилитель с коэффициентом усиления равным 20.
Подсистема аналого-цифрового преобразования преобразует аналоговый сигнал в дискретный код. Преобразование происходит в два этапа (двухстадийное интегрирование). На первом этапе значение входного напряжения преобразуется в ток (пропорциональный входному напряжению), который подаётся на интегратор тока, заряд которого изначально равен нулю. Этот процесс длится в течение времени TN, где T - период тактового генератора, N - константа (большое целое число, определяет время накопления заряда). По прошествии этого времени вход интегратора отключается от входа АЦП и подключается к генератору стабильного тока. Полярность генератора такова, что он уменьшает заряд, накопленный в интеграторе. Процесс разряда длится до тех пор, пока заряд в интеграторе не уменьшится до нуля. Время разряда измеряется путём счёта тактовых импульсов от момента начала разряда до достижения нулевого заряда на интеграторе. Посчитанное количество тактовых импульсов и будет выходным кодом АЦП. Фактически, принцип двухстадийного интегрирования позволяет напрямую преобразовывать отношение двух аналоговых величин (входного и образцового тока) в отношение числовых кодов практически без внесения дополнительных ошибок [3].
Подсистема управления вырабатывает управляющие воздействие подсистемам адаптивного преобразования и выдачи и хранения результатов. Подсистема управления реализована программно. Подсистема управления сообщает аналого-цифровому преобразователю задержку, с которой необходимо принимать значения входного сигнала в зависимости от частоты изменения амплитуды сигнала.
Подсистема адаптивного преобразования вычисляет задержку, с которой аналого-цифровому преобразователю необходимо считывать данные входного сигнала. Реализация вычисления задержки будет описана в пункте 6 данной работы "Описание алгоритма работы".
Подсистема выдачи и сохранения результатов сохраняет цифровые коды, полученн