Импульсно-цифровой преобразователь с частотно-импульсным законом преобразования по классическому методу последовательного счета

Дипломная работа - Компьютеры, программирование

Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование

?оложительной полярности с выхода А2 через согласующий повторитель, выполненный на транзисторе V1, поступают на вход триггера Шмитта, собранного на двух логических ТТЛ-элементах D1.1 и D1.2. Для предотвращения ложных срабатываний триггер Шмитта - стробированный. Строб с выхода ждущего одновибратора D1.3, D1.4 подается на вывод 2 двухвходового логического элемента 2И-НЕ D1.1. Выходные импульсы формирующего триггера, пройдя через дифференцирующую цепочку R16C4, запускают ждущий одновибратор, собранный на логических элементах D1.3 и D1.4, который вырабатывает калиброванные импульсы Длительностью 200 мс. К этому одновибратору подключены: инвертор на транзисторе V3 со светодиодом В3 в коллекторной цепи, отражающий биение сердца, и двухкаскадная схема измерителя частоты пульса (V4, V5). Чтобы уменьшить габариты пульсомера, в нем применен стрелочный прибор РА1 на 1 мА и двухтранзисторная схема измерения частоты методом заряда и разряда конденсатора С6. Частота пульса, а следовательно, и частота следования импульсов ждущего одновибратора определяет величину тока, протекающего через измерительный прибор РА1. С увеличением частоты импульсов конденсатор С6 будет заряжаться до большего напряжения, и прибор РА1 покажет большее значение. Зарядная цепь конденсатора С6 проходит через открытый транзистор V5 и резистор R29. Значение сопротивления разрядной цепи определяется в основном номиналом R30 и сопротивлением измерительного прибора. Ввиду низкой частоты пульса (1-2 Гц) и большой величины емкости С6, стрелка измерительного прибора достигает своего установившегося значения только после 10 импульсов, совершая небольшие колебания возле него.

2. Разработка импульсно-цифрового преобразователя с частотно-импульсным законом преобразования

Одним из методов ИЦ- преобразований по частотно-импульсному закону является классический метод последовательного счета. Классический метод последовательного счета в общем случае состоит в том, что в течение некоторого временного интервала осуществляют подсчет тактовых импульсов uТИ, следующих с постоянным, строго определенным периодом ТТИ.

2.1 Функциональная схема ИЦП с ЧИП

Для реализации ИЦП с ЧИП по классическому методу последовательного счета аппаратным способом необходимо наличие генератора тактовых импульсов, 1 триггера,6 счетчиков, 2 регистров, 1 формирователя импульсов .

Рис. 2.1-Функциональная схема ИЦП ЧИП по классическому методу последовательного счета.

2.2 Основные расчетные соотношения параметров преобразования

Для определения основных соотношений параметров преобразования рассмотрим временные диаграммы работы ИЦП с ЧИП по классическому методу последовательного счета , которые приведены на рис. 2.3.

В общем случае диапазон изменения частоты входного сигнала может быть записан в виде

,(2.1)

а диапазон изменения периода при этом будет определяться как

.(2.2)

,(2.3)

где N max - максимальное число, которое может быть получено на выходе счетчика. Для двоичного n-разрядного счетчика

Значение числа Nmin при этом определяется шириной диапазона изменения частоты или периода входного сигнала

. (2.4)

Обеспечить условие (2.3), выполняя ИЦ-преобразования КМПС, можно путем определения тактовой частоты из выражения

.(2.5)

Если при использовании КМПС - определения значения частоты, то для решения таких задач необходимо выполнение дополнительной операции деления

, (2.6)

где L - некоторая постоянная величина;

М - число, соответствующее частоте (для КМПС).

Для обеспечения изменения числа М в диапазоне

, (2.7)

где максимальному значению числа Mmax соответствует максимальное значение периода ТВХ max (I) или частоты fВХ max (II), а минимальное значение числа M min определяется шириной диапазона изменения информационного параметра входного сигнала

; (2.8)

, (2.9)

необходимо значение числа L выбирать из условий:

.(2.10)

Значение L для КМПС получим подстановкой (2.4) и (2.8) в (2.10).

Параметры условий преобразовния:

n=10;

fc=100 Гц 1000 Гц.

Проведение расчетов:

fти= Nmax* fвх min=1023*100=10230 Гц;

fвх min? fвх ? fвх max;

Nти max?Nти ? Nти min;

Nти max=210-1=1023;

Mmin?M?Mmax;

M=L/N;= Mmin* Nти max=102.3*1023=104652.9;

?={( | fвх- fвх выч |)/fвх}*100%;выч=kf*M;f= fвх/ N=1000/1023=0.977;=[L/ Nти]=( L/ Nти)-1;=L/ (fти/ fвх)1=(L* fвх/ fти fвх)-1;вх выч={| kf*[(L* fвх/ fти fвх)-1]|/ fвх};

?=( | fвх-{| kf*[(L* fвх/ fти fвх)-1]|/ fвх}*100%;

f,Гц100 2003004005006007008009001000?,%0,870,480,420,430,480,540,620,70,780,77Таблица 2.1- результаты расчетов.

Рисунок 2.3- График зависимости ?=F(f).

3. Анализ, рассчет и построение графиков зависимостей погрешности дискретизации, погрешности отбрасывания и методической(общей) погрешности преобразований от параметра (fи) входного сигнала

.1 Методическая(общая) погрешность