Напряжение на выходе ЦАП

Для расчёта напряжения на выходе БИС AD9708 используются следующие соотношения:

U_MOUT = I_OUTFS ·R_Н; I_OUTFS = 32 I_REF ; I_REF =·U_REFIO / R_SET ,

где U_MOUT – амплитуда напряжения на выходе ЦАП, I_OUTFS – ток полной шкалы (максимальный ток) выхода, R_Н – сопротивление резистора нагрузки для выхода, I_REF – опорный ток, U_REFIO – опорное напряжение, R_SET – сопротивление внешнего резистора на выводе FS ADJ для задания опорного тока.

Для обеспечения линейного режима внутренних транзисторных источников тока принимаем U_MOUT = 0,5 В << Е_П = 5 В и R_Н = 50 Ом. Из этого следует: I_OUTFS = 10 мА, I_REF = 0,31 мА, R_SET = 3,9 кОм.

При выбранных параметрах на каждом выходе ЦАП - униполярное напряжение. Для получения предусмотренного ТЗ знакопеременного выходного напряжения следует использовать дифференциальное включение выходов ЦАП, при котором напряжение U_ДИФ = U_{OUT А} – U_{OUT В} изменяется в пределах от +0,5 В до -0,5 В. Для получения заданного размаха выходного напряжения используется усилитель на ОУ с дифференциальным входом с коэффициентом усиления k_У = 5.

2.5. Общий алгоритм функционирования фильтра

Общий алгоритм функционирования фильтра строится на основе выводов и определений, сделанных при анализе задачи, и включает в себя все функции устройства, реализуемые аппаратно и реализуемые программно. Он содержит также все сигналы и сообщения, необходимые для взаимосвязи аппаратно-реализуемых и программно-реализуемых операций (сигналы и сообщения, которые обеспечивают взаимодействие аппаратной части фильтра и программы).

Общий алгоритм функционирования фильтра приведен на рис.3. Работа фильтра начинается с подачи питания. Импульс, сформированный схемой сброса (дифференцирующая RC-цепь) при подаче питания, обнуляет программный счетчик МК и инициирует формирование импульса сброса RST для установки МК в исходное состояние. Исходное состояние МК после сброса однозначно определено и его следует учитывать при инициализации МК и МП-системы в целом.

Программа инициализации МП-системы должна начинаться с нулевого адреса. При инициализации выполняются необходимые настройки аппаратных и программных модулей МК и МП-системы на заданные режимы функционирования и с определёнными параметрами.

Таймер-счётчик Т/С0 (аппаратный узел) в режиме таймера настраивается на период переполнения, равный Т_Д; таймер запускается для формирования непрерывной последовательности импульсов с частотой дискретизации F_Д. Разрешаются внутренние прерывания от Т/С0, которые используются для программного формирования импульсов запуска АЦП, и внешние прерывания от входа - для пуска выполнения рабочего цикла фильтра по сигналу готовности данных от АЦП. Порт РА (РУ55) настраивается на ввод данных из АЦП, а порт РB (РУ55) – на вывод данных на ЦАП. Программа инициализации завершается операцией останова МК.

Из состояния останова МК выводится сигналом внутреннего прерывания от флага TF0 переполнения Т/С0. По данному прерыванию выполняется программный модуль формирования и вывода импульса пуска АЦП. После запуска АЦП программа снова переходит в состояние останова и находится в нём до следующего прерывания по входу сигналом готовности данных от АЦП.

Последующие операции (ввод, оперативные обращения к памяти, арифметические преобразования, преобразование кодов и вывод) в каждом цикле работы фильтра выполняются под управлением рабочей программы фильтра. Каждый рабочий цикл программы также заканчивается остановом – ожиданием очередного прерывания.

Рис.3. Общий алгоритм функционирования фильтра

2.6. Разработка и отладка программы фильтра

Рабочая программа разработана на основе спроектированного алгоритма функционирования фильтра, результатов анализа и формализации.