Разработка структурной схемы устройства

Изначально следует определиться с типом мультиплексирования каналов сбора данных. Как следует из теоремы Котельникова - для того чтобы из дискретных уровней можно было восстановить исходный аналоговый сигнал, необходимо, чтобы частота квантования минимум в два раза превышала наивысшую частоту спектра сигнала. С учетом некоторого коэффициента запаса частота квантования выбирается в пять раз больше максимальной частоты спектра сигнала:

[Гц]

микросхема импульс аналоговый

Исходя из требуемой в условии разрядности выходной комбинации, выбирается 12-разрядный АЦП К572ПВ1А, обладающий временем преобразования 170 мкс и на вход которого можно подавать максимальное напряжение 10 В.

Схема включения микросхемы K572ПВ1

Таким образом с помощью данного АЦП можно опрашивать состояние сигнала с максимальной частотой 1/tацп. Для аналогового мультиплексирования необходимо чтобы частота опроса состояния на входе АЦП была больше либо равна произведению числа каналов на частоту квантования:

;

;

Таким образам аналоговое мультиплексирование вполне удовлетворит нуждам проектируемого устройства.

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:

,

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

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

,

где - 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):

Зависимость ЭДС датчика от измеряемой величины является не линейной. В связи с этим требуется включение в состав измерительного тракта функционального преобразователя, обеспечивающего линеаризацию характеристики датчика.

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 , где - верхняя частота спектра сигнала датчика.

Лучшие статьи по информатике

Технология ZigBee
автоматизация дом безопасность умный В самых разных отраслях имеется потребность в создании беспроводных сетей с большим числом датчиков и исполнительных меха ...

Проектная компоновка управляющих вычислительных комплексов
Целью курсового проекта является ознакомление с техническим обеспечением РСУ на базе программно-технических комплексов (ПТК), включающих контроллеры ра ...

Разработка цикловой системы управления промышленным роботом
Электроника - это область науки и техники, которая занимается изучением физических основ функционирования, исследованием, разработкой и применением приборо ...