10.5. Контрольные вопросы

1. Что такое цифровой интерфейс АЦП?

2. Какие существуют способы программного сопряжения АЦП с процессором?

3. Дайте характеристику различгым способам программного сопряжения АЦП с процессором.

4. Нарисуйте структурную схему параллельного интерфейса АЦП. Приведите временную диаграмму работы интерфейса.

5. Нарисуйте структурную схему последовательного интерфейса SPIАЦП. Приведите временную диаграмму работы интерфейса.

6. Приведите временную диаграмму и объясните работу последовательного интерфейса с передачей данных по окончании преобразования.

7. Приведите структурную схему и объясните работу системы ввода данных аналоговых сигналов.

8. Что такое микроконвертор?

11. Генераторы сигналов на оу

11.2. Генераторы колебаний прямоугольной формы

Принципиальная схема простого генератора сигналов прямоугольной формы показана на рис.11.1. В схеме ОУ охвачен положительной и отрицательной обратной связью. Причем ПОС по своему действию оказывает опережающее действие по отношению к ООС. Цепь ПОС обеспечивает лавинообразный переход схемы из одного состояния в другое. А цепь ООС обеспечивает необходимое время пребывания схемы в каждом из состояний.

Схема может находиться в одном из состояний, в которых выходное напряжение может быть равно или плюс или минус напряжению насыщения (U_н) ОУ. ПОС выполнена с помощью делителя напряжения на резисторахR₂иR₃. Она задает на положительный вход ОУ напряжение, равноеU_н, в зависимости от того в каком состоянии находится схема. Здесь=R₂/(R₂+R₃) – коэффициент положительной обратной связи. ООС осуществляется с помощью пассивного интегратора наR₁,C₁.

Напряжение на выходе ОУ равно U_вых = А_д(U₊-U_-). ЕслиU₊>U_-, напряжение на выходе будет равно +U_н, а на неинвертирующем входе +U_н. Схема переключится в противоположное состояние, когда напряжение на инвертирующем входе достигнет величины +U_н. Если же напряжениеU₊<U_-, то напряжение на выходе будет равно -U_н, а на неинвертирующем входе -U_н. Схема переключится, когда напряжение на инвертирующем входе снизится до величины -U_н.

Рассмотрим работу схемы более подробно. Допустим, что после включения питания напряжение на выходе ОУ установилось равным +U_н. Напряжение на неинвертирующем входе ОУ будет равно +U_н. Напряжение на инвертирующем входе (напряжение на конденсаторе) в начальный момент времени равно 0. Конденсатор начинает заряжаться от напряжения +U_нчерез резисторR₁cпостоянной времениR₁C₁. Когда напряжение на конденсаторе достигнет величины +U_н, скачкообразно изменится напряжение на выходе ОУ. Оно становится равным -U_н. Напряжение на неинвертирующем входе будет равно -U_н. Конденсатор будет перезаряжаться от напряжения +U_ндо напряжения -U_н. В момент времени когда напряжение на конденсаторе достигнет величины -U_н, схема опять переключится в противоположное состояние, т.е. напряжение на выходе станет равным +U_н, напряжение на неинвертирующем входе будет равно +U_н, конденсатор перезаряжается от +U_ндо -U_ни процесс повторяется. Временные диаграммы работы генератора показаны на рис.11.2.

Период колебаний генератора определяется из формулы

.

Если принять β = 0,473, тогда T= 2R₁C₁иf= 1/T= 1/(2R₁C₁).

Максимальная частота, с которой может работать генератор, ограничивается скоростью нарастания выходного напряжения ОУ.

Схема генератора с большой скважностью показана на рис.11.3. Работа этой схемы аналогична работе генератора, описанного ранее. Изменение скважности достигается разными цепями заряда и разряда емкости. Так заряд емкости осуществляется по цепи D1,R₁,C₁cпостоянной времени τ =R₁C₁, а разряд по цепиD2,R₁₁,C₁с постоянной времени τ =R₁₁C₁. Длительности положительного и отрицательного импульсов определяются из выражений:

.

Скважность генерируемых импульсов определяется соотношением сопротивлений резисторов R₁иR₁₁, т.е.

,

где q– скважность импульса.

Временные диаграммы работы генератора с большой скважностью показаны на рис.11.4.