- •3. Разработайте электронный ключ для вывода дискретных управляющих сигналов постоянного тока.
- •4. Разработайте электронный ключ для вывода дискретных управляющих сигналов переменного тока.
- •5. Реализуйте аппаратно схему подсчета внешних событий.
- •Счетчики (Лекции Сабирова)
- •7. Разработайте функциональную схему устройства ввода аналоговой информации. Используйте схему выборки-хранения для устранения динамической ошибки.
- •8. Разработайте функциональную схему устройства вывода аналоговой информации. Используйте цап с матрицей r-2r.
7. Разработайте функциональную схему устройства ввода аналоговой информации. Используйте схему выборки-хранения для устранения динамической ошибки.
Современные объекты управления и контроля (технологические или исследовательские) характеризуются разнообразием и обилием контролируемых и управляемых параметров. Поэтому устройства, обеспечивающие взаимодействие аналогового объекта с цифровым управляющим процессором, могут быть разделены на индивидуальные и коллективные. К индивидуальным устройствам следует отнести усилительно-нормализующие , в том числе и фильтрующие, усилительные, обеспечивающие управление, а также передающие устройства для аналоговых сигналов. Коллективными являются подсистемы аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразования, на которые и возлагается большая часть нагрузки по согласованию аналоговой и цифровой частей системы. Именно эти подсистемы, представляющие достаточно сложную совокупность аналоговых и цифровых функциональных элементов, относят к устройствам ввода-вывода аналоговой информации, называемым также интерфейсами ввода-вывода аналоговой информации. Традиционные структуры рассматриваемых устройств могут быть представлены рис. 1,2.
Как следует из рис. 1, устройство ввода аналоговых сигналов представляет в общем случае многоканальную подсистему сбора аналоговых данных с временным разделением измерительных каналов, реализуемым мультиплексором аналоговых сигналов MAC. За счет такого решения снижается стоимость аппаратных средств, приходящаяся на один измерительный канал. Поскольку входная информация поступает от источников, сигналы которых могут заметно различаться как по скорости измерения, так и по динамическому диапазону, необходимы устройства, согласующие возможности АЦП с характеристиками сигналов. Эту роль выполняют устройства выборки и хранения СВХ, а также измерительные усилители с программируемым коэффициентом усиления ИУ. Все эти устройства в отдельности и в совокупности будут рассмотрены ниже.
Основным элементом устройств вывода аналоговых данных являются цифроаналоговые преобразователи (рис. 2), в которых информация, поступающая от цифрового процессора, преобразуется в форму аналоговых управляющих сигналов.
Часто встречаются совмещенные интерфейсы ввода-вывода аналоговой информации.
Конструктивно интерфейсы ввода-вывода аналоговой информации выпускают в настоящее время в виде отдельных плат или модулей и интегральных схем, механически и электрически совместимых с определенными типами вычислительных машин, на которые ориентируется изготовитель. Здесь уместно отметить, что практически все зарубежные фирмы, производящие вычислительную технику, особенно микропроцессорную, выпускают аналоговые интерфейсы ввода-вывода.
В настоящее время выпускается три типа аналоговых интерфейсов интерфейсы ввода, интерфейсы вывода, комбинированные интерфейсы ввода-вывода. Каждая из этих разновидностей имеет свою специфику и поэтому в дальнейшем они будут рассматриваться отдельно.
Устройство ввода аналоговых сигналов представляет в общем случае многоканальную подсистему сбора аналоговых данных с временным разделением измерительных каналов, реализуемым мультиплексором аналоговых сигналов MAC. За счет такого решения снижается стоимость аппаратных средств, приходящаяся на один измерительный канал. Поскольку входная информация поступает от источников, сигналы которых могут заметно различаться как по скорости измерения, так и по динамическому диапазону, необходимы устройства, согласующие возможности АЦП с характеристиками сигналов. Эту роль выполняют устройства выборки и хранения СВХ, а также измерительные усилители с программируемым коэффициентом усиления ИУ.
Схема выборки хранения:
Для запоминания изменяющихся аналоговых сигналов на время преобразования, коммутации и других операций в системах сбора информации используют схемы выборки — хранения (рис. 6, а), на которомКл — ключ. Элементом памяти схемы выборки -хранения является конденсатор С (0,1мкФ обычно), подключаемый на время выборки к источнику сигнала. Основные параметры этого устройства: время выборки, апертурное время (интервал времени между подачей сигнала на хранение и момента завершения аналогово-цифрового преобразования) и максимальное время хранения
Использовать вариант а)
Характер разряда С (конденсатора):
Схемы выборки-хранения.
Для запоминания изменяющихся аналоговых сигналов на время преобразования, коммутации и других операций в системах сбора информации используют схемы выборки — хранения (рис. 6, а), на котором Кл — ключ. Элементом памяти схемы выборки -хранения является конденсатор С, подключаемый на время выборки к источнику сигнала. Основные параметры этого устройства: время выборки, апертурное время и максимальное время хранения.
К важнейшим характеристикам устройства выборки- хранения относятся: время выборки - время от момента подачи сигнала на выборку до момента установления выходного сигнала; апертурное время — интервал времени между моментом подачи сигнала на хранение и моментом завершения аналого-цифрового преобразования, скорость разрушения информации - изменение выходного напряжения вследствие разряда запоминающей емкости; сквозная передача — часть входного сигнала вследствие конечного сопротивления и разомкнутого ключа передается на выход.