рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Описание схемы электрической принципиальной

Работа сделанна в 2002 году

Описание схемы электрической принципиальной - Дипломный Проект, раздел Связь, - 2002 год - Устройство анализа и синтеза электрических сигналов на базе IBM PC Описание Схемы Электрической Принципиальной. Описание Работы Схемы Электричес...

Описание схемы электрической принципиальной. Описание работы схемы электрической принципиальной приложение Б проведем по узлам представленным на электрической функциональной схеме приложение А в обязательном графическом материале к дипломному проекту. В режиме анализа электрического сигнала исследуемый сигнал через разъем XS1 поступает во входное устройство.

Входное устройство представляет собой частотно-скомпенсированный делитель с ограничителем выходного сигнала. Схема обеспечивает постоянное высокое входное сопротивление 1МОм, входную емкость 20 пФ и ослабляет уровень входного сигнала в 10 раз во всей полосе рабочих частот.

Делитель напряжения выполнен на элементах R9, R10, C3, C4. Конденсаторы С3, С4 необходимы для компенсации паразитных индуктивностей при работе на высоких частотах. На диодах VD1, VD2 собран амплитудный ограничитель, защищающий устройство от повреждения в случае подачи на вход повышенного напряжения. В области рабочих величин входного напряжения диоды смещены в обратном направлении и не вносят изменений в работу схемы.

Далее исследуемый сигнал подается на переключатель режима работы входа. Схема позволяет обеспечить работу устройства как с открытым входом, так и с закрытым. В качестве коммутатора сигнала используется аналоговый мультиплексор DA3. Режим работы входа задается программно и в виде управляющего сигнала поступает на вход IN мультиплексора. Конденсатор C6 отсекает постоянную составляющую. Блокировочный конденсатор C5 предотвращает распространение импульсных помех по питающим проводникам и взят из типовой схемы включения ИМС. С выхода DA3 сигнал поступает на ОУ DA4, включенный по схеме неинвертирующего усилителя.

Резистор R11 определяет входное сопротивление каскада. Подстроечный резистор R13 необходим для балансировки DA4. Коэффициент усиления для неинвертирующего включения ОУ зависит от сопротивления резисторов в цепи обратной связи R1 - R4 и R12 . Выбор коэффициента усиления, а следовательно и чувствительности входа осуществляется подключением одного из резисторов R1 - R4 с помощью аналогового мультиплексора DA1. Выбор коэффициента усиления производится программно, его величина в виде цифрового кода защелкивается в выходном регистре ПЛИС и подается на управляющие входы аналогового мультиплексора DA1. Неточность установки выбранного коэффициента усиления может быть скомпенсирована программным способом.

Далее исследуемый сигнал поступает на микросхему DA6, которая представляет собой высокоточный 12-разрядный аналого-цифровой преобразователь, работающий по методу последовательного приближения и позволяющий оцифровывать биполярный входной сигнал в диапазоне от -2,5В до 2,5В. Сигнал запуска -CONVST для АЦП вырабатывается микросхемой ПЛИС DD1. Частоту выборок АЦП регулируют программно.

По окончании преобразования АЦП вырабатывает сигнал -BUSY, который свидетельствует о готовности данных. Затем ПЛИС активизирует сигналы -CS и -RD и считывает данные с выходов АЦП. Блокировочные конденсаторы C8 - С11 исключают возможность появления помех по питающим проводникам и выбраны в соответствии с рекомендациями по включению ИМС. В устройстве предусмотрена возможность как внутреннего запуска так и запуска в режиме внешней синхронизации.

При этом сигнал запуска, с нормируемыми характеристиками, поступает через разъем XS2 на вход аналогового компаратора DA5, питаемого однополярным напряжением 3,3В, что хорошо согласуется с логическими уровнями трехвольтовой логики ПЛИС. Конденсатор C12 отсекает постоянную составляющую. Диоды VD3, VD4 ограничивают выбросы входного напряжения по уровням -0,4В и 3,7В во избежание повреждения входных цепей микросхемы DA5. Цепь R16, R17, C13 обеспечивает уровень напряжения 1В на инвертирующем входе DA5 и устанавливает низкий уровень напряжения на выходе уcилителя-ограничителя при отсутствии запускающих импульсов.

В режиме синтеза электрических сигналов цифро-аналоговый преобразователь DA7 производит преобразование кода в напряжение. Код на входы ЦАП подается с выхода шины данных микросхемы ПЛИС. Характеристики выходного сигнала задаются программно.

ЦАП включен по схеме, при которой формируется выходное напряжение в диапазоне от -Uоп до Uоп. Выходной сигнал Uоп микросхемы АЦП DA6 используется в качестве источника опорного напряжения для ЦАП. С выхода DA6 опорное напряжение величиной 2.5В делится при помощи резистивного делителя R18, R21 и через ОУ DA8 подается на вход опорного напряжения ЦАП. Резисторами R19, R20 задают коэффициент передачи в схеме инвертирующего включения микросхемы ОУ DA8. Конденсаторы C14, C15 предотвращают появление высокочастотной составляющей в цепи опорного напряжения.

Выходной усилитель DA9 представляет собой широкополосный операционный усилитель с повышенной нагрузочной способностью и обеспечивает изменение выходного напряжения в диапазоне от -5В до 5В. Микросхема ОУ DA9 включена по схеме неинвертирующего усилителя. Коэффициент усиления для неинвертирующего включения ОУ зависит от сопротивления резисторов в цепи обратной связи R5 - R8 и R22 . Выбор коэффициента усиления, а следоватеьно и диапазона изменения выходного напряжения в режиме 12-разрядного преобразования осуществляется подключением одного из резисторов R5 - R8 с помощью аналогового мультиплексора DA2. Выбор коэффициента усиления производится программно, его величина в виде цифрового кода защелкивается в выходном регистре ПЛИС и подается на управляющие входы аналогового мультиплексора DA2. Блокировочный конденсатор C2, установленный непосредственно около выводов питания DA2, предотвращает распространение импульсных помех по питающим проводникам и взят из типовой схемы включения ИМС. С микросхемы ОУ DA9 выходной сигнал подается на разъем XS3. Управление работой устройства осуществляется через шину PCI персонального компьютера.

Использование шины PCI позволяет расширить круг используемых компьютеров.

Для сопряжения устройства с шиной PCI персональной ЭВМ используется программируемая логическая интегральная микросхема DD1. Микросхема прошита стандартным ядром PCI для устройства не являющегося задатчиком шины. Внутри микросхемы DD1 выполнена и часть других логических функций не связанных с обеспечением согласования устройства с PCI-шиной чтение, накопление, обработка данных. При помощи ПЛИС достигается полное согласование временных параметров сигналов устройства и шины PCI персональной ЭВМ. Загрузка микросхемы ПЛИС производится по последовательному протоколу с микросхемы ПЗУ DD2. Резисторы R23 - R25 обеспечивают подтяжку потенциалов выводов микросхемы к источнику питания, что соответствует требованиям, предъявляемым к конфигурирующим устройствам для ПЛИС. Неиспользуемые выводы ПЛИС для режима последовательной загрузки через JTAG-интерфейс подключены в соответствии с рекомендациями на использование ПЛИС фирмы Altera. Рассмотрим работу устройства сопряжения с шиной PCI персонального компьютера.

Инициализация устройства начинается с настройки механизма Plug and Play. При включении компьютер начинает опрашивать слоты PCI шины и обнаружив там устройство должен прочитать его конфигурационное пространство.

В зависимости от требований записанных в конфигурационном пространстве система выдает устройству базовый адрес, который устройство запоминает и использует для дешифрации обращения к нему. Стандарт PCI определяет для каждого слота конфигурационное пространство размером до 256 восьмибитных регистров, не приписанных ни к пространству памяти, ни к пространству ввода-вывода.

Доступ к ним осуществляется по специальным циклам шины Configuration Read и Configuration Write, вырабатываемым системой при обращении процессора к конфигурационному пространству устройства.

Транзакция инициализации начинается с того что система активизирует линию -FRAME шины PCI, что означает начало обмена между устройством и компьютером. Кроме этого система сообщает что идет обращение к конфигурационному пространству и это сопровождается сигналом высокого уровня на выводе IDSEL во время фазы адреса.

Сигнал IDSEL является индивидуальным для каждого слота PCI, которых в IBM совместимых компьютерах насчитывается четыре. При опрашивания системой BIOS микросхема ПЛИС принимает и выдает системные ресурсы, необходимые устройству. После того как все пространство конфигурации будет прочитано, система осуществляет запись базового адреса в пространство конфигурации. После того как базовый адрес будет защелкнут в регистре ПЛИС транзакция инициализации будет закончена. При транзакции данных после защелкивания адреса происходит сравнение текущего адреса на шине AD0 - AD31 и базового адреса записанного в регистре конфигурации.

В случае если эти адреса совпали ПЛИС сформирует сигнал низкого уровня -DEVSEL, который означает что устройство опознало что обращаются к нему. При этом если устройство готово к обмену данными ПЛИС сформирует сигнал низкого уровня -TRDY. С появлением сигнала -DEVSEL система формирует сигнал - IRDY, который означает, что компьютер готов к обмену информацией с устройством.

Время между появлением сигнала -DEVSEL и сигнала -TRDY является временем ожидания. С появлением сигнала -TRDY заканчивается фаза передачи адреса и начинается фаза передачи данных. В этой фазе начинается непосредственное чтение данных из устройства по шине AD0 - AD31. Направление и режим передачи данных определяется кодом на управляющих линиях -C BE0 - -C BE3 таблица 3.1 . Таблица 3.1 - Команды обмена данными на PCI C BE Команда 0000 Interrupt Acknowledge подтверждение прерывания 0001 Special Cycle специальный цикл 0010 I O Read чтение порта 0011 I O Write запись в порт 0100 Reserved резервировано 0101 Reserved резервировано 0110 Memory Read чтение памяти 0111 Memory Write запись в память 1000 Reserved резервировано 1001 Reserved резервировано 1010 Configuration Read чтение конфигурации 1011 Configuration Write запись конфигурации 1100 Multiple Memory Read множественное чтение памяти 1101 Dual Address Cycle двойной цикл адреса 1110 Memory-Read Line чтение памяти 1111 Memory Write and Invalidate запись в память и проверка Конструктивно устройство представляет собой плату, которая вставляется в слот PCI на материнской плате компьютера.

Питание устройства осуществляется от внутреннего источника ПК, по питающим линиям шины PCI. В соответствии с требованиями спецификации PCI v2.2 на контактах PRSNT1 и PRSNT2 разъема PCI XP1 установлены уровни логического нуля - это означает, что мощность потребляемая устройством не превышает 7,5 Вт. Питание аналоговых цепей осуществляется через LC-фильтры по цепи 12В - элементы L1, C21, C23, C25 по цепи -12В - элементы L2, C22, C24, C26 по цепи 5В - элементы L3, C29, C30, C31. Напряжение питания -5В получается с помощью маломощного стабилизатора DA10. Конденсаторы С27, С28 используются для фильтрации помех по питанию и уменьшения выходного сопротивления стабилизатора по переменной составляющей.

На микросхеме DA11 собран преобразователь в напряжения 3,3В и 2,5В для питания цифровой части схемы устройства.

Электролитические конденсаторы C32, C33, C37 необходимы для нормальной работы DA11 и обеспечивают дополнительную фильтрацию низкочастотных гармонических составляющих питающего напряжения.

Конденсаторы С34 - С36, C38 устанавливаются непосредственно возле выводов питания цифровых микросхем DD1, DD2 и используются для фильтрации помех создаваемых ими по питанию. 4

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Устройство анализа и синтеза электрических сигналов на базе IBM PC

Применение современной вычислительной техники открывает новые возможности в области измерительных приборов. Появляется возможность коренным образом изменить подход к формированию парка… Виртуальный прибор представляет собой обыкновенный персональный компьютер, оснащенный платой аналого-цифрового и…

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Описание схемы электрической принципиальной

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Аналитический обзор литературы
Аналитический обзор литературы. В данном дипломном проекте разрабатывается устройство анализа и синтеза электрических сигналов на базе IBM PC. Данная тема является достаточно актуальной поскольку п

Основные архитектуры построения ПЛИС
Основные архитектуры построения ПЛИС. Простейшие ПЛИС - программируемые логические матрицы, это наиболее традиционный тип ПЛИС, имеющий программируемые матрицы И и ИЛИ . Построение микросхем ПЛМ ри

Описание ПЛИС семейства ACEX
Описание ПЛИС семейства ACEX. K Семейство ПЛИС ACEX 1K является на данный момент одним из самых популярных и является элементной базой для реализации алгоритмов ЦОС, построения сложных устройств об

Особенности построения аналого-цифровых преобразователей
Особенности построения аналого-цифровых преобразователей. В последнее время получила распространение классификация АЦП, показывающая, как во времени развертывается процесс преобразования. Ис

Способы обмена информацией с ЭВМ
Способы обмена информацией с ЭВМ. Для эффективной реализации проектируемого устройства необходимо выбрать оптимальный способ обмена информацией между аппаратной и программной частями устройства, др

Интерфейсы ЭВМ
Интерфейсы ЭВМ. Для подключения внешних устройств к персональным компьютерам IBM используют два стандартных интерфейса последовательный интерфейс RS-232C и параллельный интерфейс Centronics. Основн

Описание схемы электрической функциональной
Описание схемы электрической функциональной. Функциональная схема разрабатываемого устройства приведена в приложении А. На функциональном уровне проектируемое устройство состоит из аппаратной и про

Расчет входных цепей устройства
Расчет входных цепей устройства. Деление амплитуды входного напряжения происходит при помощи частотно-скомпенсированного делителя. Рассчитаем номиналы резисторов R9 и R10 4.1 где - напряжение на вы

Выбор операционного усилителя входного каскада
Выбор операционного усилителя входного каскада. Рассмотрим требования, предъявляемые к ОУ входного каскада - широкий частотный диапазон - низкие шумы - малое смещение нуля - большой коэффициент уси

Расчет коэффициентов усиления входного каскада
Расчет коэффициентов усиления входного каскада. Рассчитаем номиналы резисторов в цепи отрицательной обратной связи микросхемы DA4. Согласно техническому заданию диапазон измерения входного сигнала

Расчет конденсатора отсечки постоянной составляющей
Расчет конденсатора отсечки постоянной составляющей. Из воспользуемся формулой для определения номинала конденса-тора С6 , 4.11 где - коэффициент частотных искажений, принимаем равным 0,7 - входное

Выбор микросхемы ПЛИС
Выбор микросхемы ПЛИС. На мировом рынке электронных компонентов среди фирм, занимающихся выпуском ПЛИС, наиболее популярными являются Xilinx и Altera. Рассмотрим основные критерии выбора ПЛИ

Выбор усилителя для выходного каскада
Выбор усилителя для выходного каскада. Рассмотрим требования, предъявляемые к ИМС для выходного усилителя -низкое выходное сопротивление -большой ток нагрузки -широкий частотный диапазон -высокая с

Расчет коэффициентов усиления выходного каскада
Расчет коэффициентов усиления выходного каскада. Рассчитаем номиналы резисторов в цепи отрицательной обратной связи каскада на ОУ DA9. Согласно техническому заданию диапазон изменения выходного сиг

Расчет блока запуска
Расчет блока запуска. Выбор микросхемы аналогового компаратора произведем из условия его скоростных характеристик, а также совместимости выходных напряжений с уровнями трехвольтовой логики ПЛИС. В

Расчет LC-фильтров
Расчет LC-фильтров. Фильтры включают между шиной питания ПК и нагрузкой для уменьшения уровня высокочастотных составляющих в спектре питающего напряжения. Наиболее часто применяют RC и LC-фильтры.

Выбор стабилизаторов напряжения
Выбор стабилизаторов напряжения. Для питания некоторых микросхем требуются напряжения -5В, 2.5В, 3.3В которые получаем из напряжений -12В и 5В при помощи DA10 и DA11 соответственно. В качест

Расчет количества блокировочных конденсаторов
Расчет количества блокировочных конденсаторов. Работоспособность как всех используемых в устройстве микросхем гарантируется при условии, что отклонение напряжения источника питания, не превышает до

Оценка погрешности измерений
Оценка погрешности измерений. Рассчитаем максимальную погрешность на самом чувствительном поддиапазоне, который наиболее подвержен действию дестабилизирующих факторов. При номинальном входном напря

Расчет времени загрузки ПЛИС
Расчет времени загрузки ПЛИС. При включении питания компьютера микросхема ПЛИС должна сконфигурироваться раньше, чем BIOS начнет проводить инициализацию PCI-плат около 1 с Микросхема ПЗУ DD2 имеет

Расчет потребляемой мощности
Расчет потребляемой мощности. Рассчитаем мощность, потребляемую устройством, от источника питания ЭВМ. Она состоит из потребляемой мощности по цепям питания шины PCI -12В, 5 В, 12 В. Мощности, потр

Системные аспекты надежности измерительного оборудования
Системные аспекты надежности измерительного оборудования. В соответствии с основными принципами системного подхода прогнозирование надежности оборудования уже на ранних стадиях разработки цифровых

Расчет надежности устройства
Расчет надежности устройства. Разрабатываемое устройство анализа и синтеза электрических сигналов на базе IBM PC представляет собой плату расширения стандартных функций ПЭВМ - функционально законче

Описание конструкции устройства
Описание конструкции устройства. Устройство выполнено на печатной плате по размерам, устанавливаемым для дополнительных плат ЭВМ. В пространстве конструкция фиксируется с помощью крепления к внутре

Определение трудоемкости создания устройства
Определение трудоемкости создания устройства. Определим трудоемкость рабочего проектирования по формуле Tн Тij Vg Kg 7.1 где Тij 3,7 - удельная величина трудоемкости, приходящаяся на один формат пр

Расчет затрат на проектирование устройства
Расчет затрат на проектирование устройства. Целью данного пункта является расчет затрат на этапе проектирования. Создание устройства проводилось в течение 3-х месяцев. Зпр Зм Ззп Знак

Расчет затрат на создание устройства
Расчет затрат на создание устройства. Целью данного пункта является расчет затрат на этапе создания изделия. В себестоимость создания устройства включаются 1 материальные затраты, Зм 2 зараб

Расчет расходов на эксплуатацию устройства
Расчет расходов на эксплуатацию устройства. При эксплуатации устройства предусматриваются следующие затраты 1 годовая заработная плата обслуживающего персонала 3600 грн. регламентные работы составл

Определение экономического эффекта от внедрения
Определение экономического эффекта от внедрения. Благодаря внедрению разработанного устройства происходит экономия времени работников, которые занимаются моделированием и математическим анализом ис

Ранжирование структурных элементов изделия
Ранжирование структурных элементов изделия. Для построения диаграммы Парето выполним ранжирование модулей, поставив на первое место материальный носитель наибольшей стоимости, затем из оставшихся и

Определение значимости функций и их относительной важности
Определение значимости функций и их относительной важности. Значимость функции - показатель роли функций нижестоящего уровня иерархии в удовлетворении целей пользователя объекта в определенной ситу

Определение затрат на реализацию функций
Определение затрат на реализацию функций. Затраты на реализацию функций находим по формуле SF SN aNF, 8.3 где SN - стоимость материального носителя aNF - вклад материального носителя в выполнение ф

Задачи в области охраны труда
Задачи в области охраны труда. Согласно Закону Украины Об охране труда, который принят Верховной Радой Украины 14 октября 1992 года и введен в действие с 24 октября 1992 года Охрана труда - это сис

Общая характеристика пожарной опасности электроустановок и радиоаппаратуры
Общая характеристика пожарной опасности электроустановок и радиоаппаратуры. Возникновению пожара способствует наличие на объекте горючего вещества, окислителя и источника воспламенения. В качестве

Причины возникновения пожаров в электронной аппаратуре
Причины возникновения пожаров в электронной аппаратуре. По данным статистики, от короткого замыкания в электрических сетях, машинах и аппаратах происходит в среднем 43,3 пожаров, от воспламенения г

Термическое действие токов короткого замыкания
Термическое действие токов короткого замыкания. Протекание по проводнику длительно допустимого тока связано с выделением тепла, Дж и количественно определяется по формуле , 9.1 где I - длительно до

Причины возникновения коротких замыканий
Причины возникновения коротких замыканий. Короткие замыкания возникают в результате нарушения изоляции токоведущих частей и внешних механических повреждений в электропроводниках, монтажных проводни

Профилактика коротких замыканий
Профилактика коротких замыканий. Наиболее действенным предупреждением К3 являются правильный выбор, монтаж и эксплуатация электрических сетей, РЭА, машин и электро-оборудования. Конструкция,

Перегрузки в электрических цепях
Перегрузки в электрических цепях. При прохождении тока по проводникам выделяющееся тепло нагревает их до температур, при которых усиливаются окислительные процессы и на проводах особенно в контактн

Расчет инженерного решения
Расчет инженерного решения. Разрабатываемое устройство питается от источника питания ЭВМ, который имеет встроенную защиту от перегрузки по току. При превышении током определенной величины, срабатыв

График кривой совокупного спроса
График кривой совокупного спроса. Принцип построения кривой AD аналогичен принципу, применяемому на микроуровне в выбранный момент времени для каждого уровня цен находится количество товаров, на ко

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги