Последовательный аналого-цифровой преобразователь со ступенчатым пилообразным напряжением

Приставка осциллографическая двухканальная

Пояснительная записка

 

 

2010

Содержание

Введение

1. Разновидности аналогово-цифровых устройств

1.1 Последовательный аналого-цифровой преобразователь со ступенчатым пилообразным напряжением

1.2 Аналого-цифровой преобразователь следящего типа

1.3 Аналого-цифровой преобразователь параллельного типа

2. Принцип работы двухканального осциллографа

3. Работа LPT

3.1 Параллельный интерфейс: LPT-порт

3.2 Традиционный LPT-порт

3.3 Функции BIOS для LPT-порта

3.4 Режимы передачи данных 3.5 Конфигурирование LPT-портов3.6 Использование параллельных портов3.7 Неисправности и тестирование параллельных портов3.8 Параллельный порт и РnР     

4. Описание работы структурной схемы

5. Выбор и обоснование элементной базы

5.1 Компаратор КР597СА2

5.2 Микросхема КР544УД2

5.3 Микросхема 74AC04N

5.4 Микросхема КР590КН8

5.5 Микросхема 74ACT74N

5.6 Компаратор LM211

5.7 Транзисторы

5.8 Резисторы

6. Описание работы электрической схемы

7. Описание конструкции изделия

7.1 Сборка

8. Технология изготовления печатных плат

8.1 Получение рисунка печатной платы

8.2 Метализация отверстий печатной платы на основе графита

9. Смета затрат на устройство

9.1 Материалы и комплектующие

9.2 Затраты на адаптацию

9.3 Общепроизводственные расходы

9.4 Нематериальные активы

9.5 Коммерческие расходы

10 Экономическая эффективность разработки

Заключение

Список литературы

Введение

В последние годы сформировалось совершенно новое направление в метрологии и измерительной технике – измерительно-вычислительные комплексы (ИВК) на базе персональных компьютеров. Измерительно-вычислительные комплексы обязательно включает в себя компьютер, работающий в режиме реального масштаба времени с установленным на него необходимым программным обеспечением и аналого-цифровой преобразователь для ввода аналоговых сигналов.

В настоящее время персональные компьютеры используются не только как вычислительные средства, но и как универсальные измерительные приборы. ИВК на основе персонального компьютера заменяют стандартные измерительные приборы (вольтметры, осциллографы, анализаторы спектра, генераторы и пр.) системой виртуальных приборов. Причем ряд этих приборов может быть активизирован на одном персональном компьютере одновременно.

К отличительным особенностям ИВК по сравнению с микропроцессорными приборами относятся:

-   обширный фонд стандартных прикладных компьютерных программ, доступных для оператора, позволяющий решать широкий круг прикладных задач измерений (исследование и обработка сигналов, сбор данных с датчиков и т.д.);

-   возможность оперативной передачи данных исследований и измерений по локальным и глобальным компьютерным сетям;

-   возможность использования внутренней и внешней памяти большой ёмкости, а также составления компьютерных программ для решения конкретных измерительных задач;

-   возможность оперативного использования различных устройств документирования результатов измерений.

В данной пояснительной записке рассматривается пример такого ИВК, реализующегося через LPT порт, и преобразующего аналоговые входные сигналы в цифровые данные для виртуальных измерительных приборов: цифрового вольтметра, осциллографа, регистратора медленно изменяющихся процессов с записью информации в дисковый файл.

Разновидности аналогово-цифровых устройств

Последовательный аналого-цифровой преобразователь со ступенчатым пилообразным напряжением

 

Структурная схема преобразователя данного типа приведена на рисунке 1.1, а.

Тактовым импульсом «ТИ» счетчик «Сч» устанавливается в нулевое состояние. Нулевое напряжение U_oc = 0 возникает на выходе ЦАП, преобразующего число счетчика в пропорциональное напряжение. Устанавливается неравенство U_вх > U_ос, при котором компаратор «К» подает на вход элемента «И» уровень логической "1". При этом импульсы генератора импульсной последовательности ГИП проходят через элемент «И» на вход счетчика. Каждый поступивший на вход счетчика импульс вызывает увеличение хранившегося в нем числа на единицу, на одну элементарную ступеньку напряжение возрастает на выходе ЦАП. Таким образом, напряжение U_ос растет по ступенчатому закону, как показано на рисунке 1.1, б. В момент времени, когда напряжение U_ос достигает уровня, превышающего U_вх, компаратор выдает уровень логического "0", и в дальнейшем прекращается доступ импульсов генератора в счетчик. Полученное к этому моменту времени в счетчике число пропорционально напряжению U_вx.

 

Рисунок 1.1 – Схема последовательного АЦП со ступенчатым пилообразным напряжением (а) и диаграмма его работы (б)