ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА к курсовому проекту по курсу: "Электронные системы" по теме: "Проектирование канала сбора аналоговых данных микропроцессорной системы"
    ОГЛАВЛЕНИЕ
    ВВЕДЕНИЕ
    ВЫБОР И РАСЧЕТ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ
    Выбор и расчет структурной схемы аналогового тракта
    Определение технических требований к функциональным блокам аналогового тракта
    Выбор и обоснование структурной схемы управляющего тракта
    Расчет технических требований к функциональным узлам управляющего тракта
    ВЫБОР И РАСЧЕТ ПРИНЦИПИАЛЬНЫХ СХЕМ
    ЗАКЛЮЧЕНИЕ
    СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ВВЕДЕНИЕ Канал сбора аналоговых данных представляет собой устройство, обеспечивающее преобразование аналогового сигнала в цифровой код. При этом в канале осуществляется усиление, фильтрация и нормирование сигнала, подавление синфазной помехи; производится нелинейная обработка сигнала с целью линеаризации характеристики датчика и приведение аналогового сигнала к виду, пригодному для ввода в аналого-цифровой преобразователь (АЦП) путем запоминания его мгновенных значений и хранения в течение определенного промежутка времени. В состав канала сбора аналоговых данных входит также ряд импульсных узлов, которые синхронизируют работу его составных частей и управляют работой АЦП. АЦП является оконечным узлом проектируемого устройства, и все другие составные функциональные единицы прямо или косвенно обеспечивают его нормальное функционирование. ВЫБОР И РАСЧЕТ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ Выбор и расчет структурной схемы аналогового тракта
    АЦП имеет несимметричный аналоговый вход, а датчик - симметричный выход. Отсюда ясно, что в состав аналогового тракта должен входить дифференциальный усилитель, подключенный к выходу датчика. Назовем этот усилитель согласующим (СУ). Наибольшая точность преобразования аналогового сигнала в цифровой код получается, когда используется вся шкала АЦП, т.е. в том случае, когда: , где - максимальное значение сигнала на аналоговом входе АЦП, - шкала АЦП. Максимальная величина ЭДС датчика намного меньше шкалы АЦП, поэтому аналоговый тракт должен обладать коэффициентом усиления не менее чем: , где - коэффициент запаса по усилению. Из задания на проект известно, что наряду с полезным сигналом действует синфазная помеха. Для исключения ее влияния аналоговый тракт должен иметь коэффициент ослабления синфазного сигнала (КОСС): Из задания на проект известна полоса частот спектра полезного сигнала. Это дает возможность сформулировать технические требования к фильтру низких частот по полосе пропускания: граничная частота фильтра , где - верхняя частота спектра сигнала датчика. В задании на проект не оговорены требования к АЧХ фильтра, поэтому тип фильтра низких частот (ФНЧ) выберем самостоятельно. Для реализации ФНЧ используем RC-фильтр типа Баттерворта 2-го порядка. Преимущества применения активных RC-фильтров по сравнению с LC-фильтрами очевидны. Это хорошая равномерность АЧХ в полосе пропускания и хорошая скорость спада на переходном участке: практически полная развязка входных и выходных цепей, малые габариты и т.д. В момент преобразования аналогового сигнала в цифровой код напряжение на входе АЦП должно быть неизменно. ............