-
Разработка схемы цифровой индикации выходной частоты.
4.1 Расчёт ацп.
Аналого-цифровые преобразователи (АЦП) применяются в измерительных системах и измерительно-вычислительных комплексах для согласования аналоговых источников измерительных сигналов с цифровыми устройствами обработки и представления результатов измерения.
Различным методам построения АЦП соответствуют устройства, различающиеся по точности, быстродействию, помехозащищенности, сложности реализации. Одним из наиболее распространенных является метод поразрядного уравновешивания, называемый также методом последовательного приближения. В АЦП, построенном этим методом, код в регистре результата меняется так, чтобы обеспечить по возможности быстрое уравновешивание входного напряжения или тока напряжением или током, получаемым, со входа АЦП. Уравновешивание начинается со старшего разряда. В этом разряде вначале устанавливается единица и оценивается знак разности преобразуемого сигнала и уравновешивающего сигнала. Если выясняется, что уравновешивающий сигнал меньше преобразуемого, то установленная в старшем разряде единица в дальнейшем сохраняется, а если больше — то единица сбрасывается, т. е. в дальнейшем в этом разряде будет сохраняться нуль. Далее таким же образом проверяется, нужна ли единица в соседнем младшем разряде регистра. И так уравновешивание продолжается до тех пор, пока не будут опрошены все разряды регистра, включая самый младший. Указанная программа уравновешивания реализуется с помощью логических цепей, входящих в состав регистра результата, называемого в данном случае регистром последовательного приближения. На входы этого регистра поступают тактовые импульсы и выходной сигнал компаратора, сравнивающего преобразуемый сигнал и уравновешивающий сигнал со входа АЦП.
Выбираем микросхему АЦП К561, которая является универсальным многофункциональным узлом для устройств аналогового ввода-вывода микропроцессорных систем низкого и среднего быстродействия. Микросхема выполняет функции АЦП последовательных приближений с выводом параллельного двоичного кода через выходные каскады с тремя состояниями. Выходной ток при UREF=10 (В) равен 1 (мА), ток нагрузки логических выходов не должен превышать 40 (мкА) для сигналов высокого уровня и 400 (мкА) для сигналов низкого уровня. Опорное напряжение не должно превышать ±15 (В). [3]
Н
оминальные
параметры:
UREF N=10,24 (В); UCC1=5 (В); UCC2=15 (В); ICC1=3 (мА); IСС2=5 (мА); U0L=0,3 (В); U0Н=2,4 (В).
Рис. 8. Схема включения АЦП на микросхеме К561.
В схеме используется операционный усилитель серии К574УД1. Его параметры:
U+ВЫХ=15 (В) – максимальное выходное напряжение;
U-ВЫХ= -15 (В) – минимальное выходное напряжение;
IПОТ=10 (мА) – потребляемый ток;
IВХ=0,5 (мА) – входной ток.
Назначение выводов приведено в табл. 1.
Таблица 1. Назначение выводов АЦП.
|
Н |
Назначение вывода |
Номер вывода |
Назначение вывода |
|
1 (DI) |
Последовательный вход |
29(RE) |
Вход стробирования АЦП |
|
2 (HE) |
Вход управления СР |
30(GD) |
Цифровая земля |
|
3(UCC1) |
Напряжение питания UCC1 |
31(I3) |
Конечный вывод |
|
4-15 |
Цифровой вход-выход |
32 |
Общий вывод резисторов R/2, R/4 |
|
17 |
Вход управления режимом |
40 |
Вывод резистора R/4 |
|
22(ZO) |
Выход «цикл» |
41 |
Вывод резистора R/2 |
|
23(CI) |
Вход сравнения |
42 |
Опорное напряжение |
|
24(UCC2) |
Напряжение питания UCC2 |
43 |
Аналоговый вход 1 |
|
25(C) |
Вход тактовых импульсов |
44 |
Аналоговый вход 2 |
|
26(DR) |
Выход «конец преобразования» |
46(I1) |
Аналоговый выход 1 |
|
27(ST) |
Вход «запуск» |
47(I2) |
Аналоговый выход 2 |
|
28(ZI) |
Вход «цикл» |
48(GA) |
Аналоговая земля |
омер
вывода