ADC ringkas - kotak set atas untuk PC. Skim, penerangan

Perpustakaan teknikal percuma

ENSIKLOPEDIA ELEKTRONIK RADIO DAN KEJURUTERAAN ELEKTRIK
Perpustakaan percuma / Skim peranti radio-elektronik dan elektrik

ADC ringkas - kotak set atas untuk PC. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

Perpustakaan teknikal percuma

Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik / Komputer

Komen artikel

Pada masa ini, penukar analog-ke-digital (ADC) semakin digunakan dalam reka bentuk radio amatur. Ini disebabkan oleh kemunculan cip ADC yang berpatutan dan kelebihan yang disediakan oleh pemprosesan digital isyarat analog. Menggunakan ADC, anda boleh menukar komputer peribadi (PC) menjadi sebarang alat pengukur maya dengan mudah. Selain itu, bahagian elektronik peranti sedemikian boleh menjadi sangat mudah, dan semua pemprosesan isyarat akan dilakukan dalam perisian.

Peranti yang diterangkan dalam artikel direka bentuk untuk menukar isyarat analog kepada kod enam bit digital dan boleh berfungsi sebagai lampiran pada PC. Bidang penggunaannya sangat pelbagai - daripada alat pengukur maya kepada pelbagai sistem rakaman bunyi.

Reka bentuk berdasarkan ADC telah berulang kali diterbitkan pada halaman majalah Radio. Walau bagaimanapun, mereka terutamanya menggunakan cip dengan kod keluaran perpuluhan binari atau kod untuk penunjuk tujuh elemen [1]. Pendekatan ini tidak mudah untuk memasukkan maklumat ke dalam PC.

Peranti yang dibentangkan kepada pembaca kami menggunakan litar mikro KR1107PV1, yang merupakan ADC enam bit selari berkelajuan tinggi [2]. Ia direka untuk menukar voltan dalam julat -2...0 V kepada salah satu kod bacaan selari yang berpotensi: kod binari (langsung dan songsang) dan kod pelengkap dua (langsung dan songsang). Litar mikro ini dipilih kerana, pertama, ia tersedia untuk pelbagai radio amatur dan agak murah, dan kedua, ia mempunyai prestasi tinggi (frekuensi penukaran maksimum - 20 MHz, masa satu penukaran - tidak lebih daripada 100 ns).

Gambarajah skematik peranti ditunjukkan dalam rajah. satu.

ADC ringkas - awalan pada PC

Litar sambungan yang disyorkan KR1107PV1A [2] diambil sebagai asas, yang dipermudahkan dengan ketara tanpa kemerosotan ketara dalam ketepatan penukaran. Isyarat analog yang ditukar melalui soket 1 soket XS1 dan perintang R4 dibekalkan kepada input penyongsangan op-amp DA1. Sambungan ini digunakan kerana lebih kerap diperlukan untuk mendigitalkan voltan kekutuban positif, dan cip ADC menukar voltan dalam julat dari 0 hingga -2 V. Voltan mengimbangi sifar dikeluarkan daripada perintang perapi R1. Perintang R5 dan R4 menentukan keuntungan yang diperlukan bagi op-amp. Isyarat analog yang diperkuatkan dibekalkan melalui perintang R7-R9 ke pin 10, 13, 15 ADC.

Operasi DA2 ADC dikawal oleh denyutan jam yang datang dari PC (melalui pin 8 soket XS2) ke pin 4. Pengekodan dilakukan selepas pemotongan nadi jam berlalu, dan hasil yang diperoleh semasa proses penukaran ialah dihantar ke daftar keluaran serentak dengan tepi nadi jam seterusnya. Ini membolehkan tepi nadi jam menghasilkan sampel seterusnya, iaitu, pada masa apabila keputusan sampel ke-n hadir pada output DA2, sampel ke-n (n+2) diambil pada input. Kod digital diambil dari output D1 - D6 dan output ke soket XS2.

Perlu diperhatikan bahawa penetapan output litar mikro adalah bertentangan dengan beratnya: output D1 sepadan dengan digit yang paling ketara, dan D6 kepada yang paling tidak signifikan. Jenis kod (langsung, songsang, tambahan) pada output litar mikro ditentukan oleh tahap isyarat pada input C1 dan C2 litar mikro. Sambungan mereka ke bas +5 V sepadan dengan bekalan tahap tinggi, dan dengan wayar biasa - tahap rendah. Jenis kod yang diperlukan pada output litar mikro ditetapkan dengan gabungan tahap isyarat pada input C1 dan C2 mengikut Jadual. 1.

ADC ringkas - awalan pada PC

ADC KR1107PV1A memerlukan bekalan kuasa bipolar dengan voltan +5 dan -6 V. Di samping itu, dua voltan rujukan diperlukan. Mereka menentukan julat voltan untuk didigitalkan. Dalam kes ini, salah satu daripada voltan ini (Uobp1) diambil sama dengan sifar (pin 16 litar mikro disambungkan ke wayar biasa), dan yang kedua (Uobp2) adalah sama dengan -2 V, yang, mengikut [2] ], menentukan julat voltan input ADC 0... -2 V. Voltan rujukan -2 V dikeluarkan daripada peluncur perintang pemangkasan R6, yang disambungkan kepada litar voltan bekalan kekutuban negatif. Kapasitor C1 - C5 digunakan untuk menghapuskan gangguan.

Apabila memasang peranti, MLT, perintang OMLT, oksida dan kapasitor seramik dari sebarang jenis digunakan. Perintang pemangkas R1 - juga dari sebarang jenis, R6 - sebaik-baiknya lilitan wayar berbilang pusingan, contohnya, SP5-1V, SP5-14, SP5-15, SP5-2, dsb. Op-amp DA1 - hampir semua, mampu beroperasi pada voltan bekalan rendah, contohnya, KR140UD7. Untuk mengembangkan julat frekuensi, anda boleh menggunakan penguat operasi K574UDZ, yang frekuensi perolehan perpaduannya ialah 10 MHz.

Peranti ini dikuasakan daripada sumber stabil dwikutub, memberikan voltan keluaran +5 V pada arus 35...40 mA dan -6 V pada arus 200 mA

Sebelum menghidupkan ADC buat kali pertama, peluncur perintang R6 ditetapkan ke kedudukan tengah. Setelah menghidupkan kuasa, ukur voltan rujukan pada pin 9 litar mikro DA2 dan, setepat mungkin, tetapkan ia sama dengan -2 V. Offset sifar yang diperlukan dicapai dengan pemangkasan perintang R1. Anda boleh mengawal kedudukan sifar menggunakan kod digital keluaran atau voltan malar pada input analog ADC (pin 10, 13, 15 DA2). Pada ketika ini, persediaan boleh dianggap selesai.

ADC disambungkan ke PC melalui antara muka (Gamb. 2) yang dipasang dalam penyambung ISA percuma pada papan sistem.

ADC ringkas - awalan pada PC

Papan antara muka mengandungi empat port input/output dengan alamat ZE0N-ZEZN. Elemen DD1.1-DD1.3 dan DD2 membentuk penyahkod alamat. Input mereka menerima isyarat daripada bas alamat PC, dan jika kombinasi ZE0N-ZEZN muncul padanya, voltan pemboleh tahap rendah dijana pada output DD2. Isyarat yang menentukan nombor port dalam ruang alamat port sepadan dengan dua bit paling tidak ketara bas alamat dan dibekalkan kepada penyahkod DD4. Ia juga menerima isyarat pemboleh melalui bas AEN (ini bermakna tiada akses memori langsung dalam kitaran ini) dan isyarat IOW, IOR, yang sepadan dengan menulis dan membaca daripada peranti luaran. Isyarat daripada pin 15 penyahkod dibekalkan kepada input E pemandu bas DD7 dan membenarkan pemindahan data dari ADC ke bas data.

Isyarat yang muncul pada pin 14 penyahkod DD4 digunakan untuk jam DA2 ADC, pada pin 13 untuk menetapkan semula pencetus DD6.1, dan pada pin 12 untuk membenarkan maklumat dibekalkan daripadanya ke bas data. Pencetus direka bentuk untuk menyegerakkan ADC dengan peranti luaran yang boleh menjana nadi jam atau isyarat kesediaan. Isyarat jam daripada peranti luaran dibekalkan melalui pin 1 soket XS2 ke input jam pencetus. Keadaan yang terakhir dibaca oleh program. Jika tahap tinggi dikesan pada pin 5 DD6.1, ini bermakna nadi penyegerakan telah diterima daripada peranti luaran. Setelah keadaan flip-flop dibaca, ia mesti ditetapkan semula untuk bersedia menerima nadi jam seterusnya.

Beberapa perkataan tentang tujuan pelabuhan. Port dengan alamat ZE0H bertujuan untuk membaca data dari ADC (bit D0-D5 mengandungi nilai isyarat digital), dengan alamat ZE1H - untuk membekalkan nadi jam kepada ADC (apabila menulis sebarang bait ke port ini, penukaran isyarat analog kepada permulaan digital). Port ZE2H digunakan untuk menetapkan semula pencetus penyegerakan DD6.1 selepas membaca keadaannya. Tetapan semula berlaku apabila sebarang bait ditulis ke port ini. Akhir sekali, port WEZN adalah untuk membaca keadaan flip-flop, yang dicerminkan oleh bit 5 daripada bait yang dibaca dari port ini. Pencetus diperlukan untuk menangkap denyutan penyegerakan jangka pendek. Jika, apabila membaca dari port ZEZN, tahap logik yang tinggi dikesan pada output langsung pencetus (bit D5 = 1), maka program mengembalikannya ke keadaan asalnya dengan menulis sebarang bait ke port ZE2H.

Program untuk membaca data daripada ADC, yang ditulis dalam Pascal, diberikan dalam Jadual. 2.

(klik untuk memperbesar)

Adalah mudah untuk menggunakan kad pengembangan yang rosak untuk slot ISA sebagai asas untuk reka bentuk. Semua elemen "tinggi" (kapasitor, penyambung) dikeluarkan daripadanya dan konduktor bercetak yang pergi ke pad sesentuh bahagian yang dimasukkan ke dalam slot dipotong (palam XP1 dalam Rajah 2). Bahagian-bahagiannya dipasang pada papan litar bercetak kecil, yang diamankan menggunakan rak pada papan pengembangan. Terminal peranti disambungkan ke sesentuh palam XP1 dengan kepingan pendek wayar pelekap. Tugasan pin slot ISA boleh didapati dalam [3].

Kesimpulannya, kami perhatikan bahawa dalam kebanyakan kes enam bit adalah mencukupi untuk mewakili isyarat analog. Jika ADC dengan julat voltan masukan 0...2 V digunakan untuk mengukur voltan 2 V, ralat tidak akan melebihi 0,03 V (atau 1,5%). Apabila mengukur voltan 0,2 V, ralat akan meningkat kepada 15%. Untuk meningkatkan ketepatan pengukuran, anda boleh menggunakan ADC dengan kapasiti yang lebih tinggi atau meningkatkan voltan yang diukur kepada nilai yang hampir dengan had atas selang (contohnya, menukar nisbah rintangan perintang R5 dan R4). Dengan penarafan yang ditunjukkan dalam rajah (lihat Rajah 1), peranti mendigitalkan voltan input dalam julat 0...0.5 V dan mampu berfungsi dengan mikrofon isi rumah.

Jika, atas sebab ketepatan dalam "pendigitalan" isyarat lemah, kedalaman bit yang lebih tinggi diperlukan, litar mikro KR1107PV1A boleh digantikan dengan penukar K1107PV2 lapan bit (secara semula jadi, dengan mengambil kira perbezaan pinout dan penggunaan kuasa).

Kesusasteraan

Biryukov S. Termometer "Rumah - jalan". - Radio, 2000, No. 3, hlm. 32, 33.
Novachenko I.V., Petukhov V.M., Bludov I.P., Yurovsky A.V. Litar mikro untuk peralatan radio isi rumah. Direktori. - M.: KUBK, 1995.
Danilin N. S., Ulitenko V. P., Kripak A. A. Panduan untuk menyelesaikan masalah dan membaiki komputer PC IBM. - M.: Standards Publishing House, 1992.

Pengarang: Yu. Kirillov, D. Sitanov, Ivanovo

Lihat artikel lain bahagian Komputer.

Baca dan tulis berguna komen pada artikel ini.

<< Belakang

Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:

Cara Baharu untuk Mengawal dan Memanipulasi Isyarat Optik 05.05.2024

Dunia sains dan teknologi moden berkembang pesat, dan setiap hari kaedah dan teknologi baharu muncul yang membuka prospek baharu untuk kita dalam pelbagai bidang. Satu inovasi sedemikian ialah pembangunan oleh saintis Jerman tentang cara baharu untuk mengawal isyarat optik, yang boleh membawa kepada kemajuan ketara dalam bidang fotonik. Penyelidikan baru-baru ini telah membolehkan saintis Jerman mencipta plat gelombang yang boleh disesuaikan di dalam pandu gelombang silika bersatu. Kaedah ini, berdasarkan penggunaan lapisan kristal cecair, membolehkan seseorang menukar polarisasi cahaya yang melalui pandu gelombang dengan berkesan. Kejayaan teknologi ini membuka prospek baharu untuk pembangunan peranti fotonik yang padat dan cekap yang mampu memproses jumlah data yang besar. Kawalan elektro-optik polarisasi yang disediakan oleh kaedah baharu boleh menyediakan asas untuk kelas baharu peranti fotonik bersepadu. Ini membuka peluang besar untuk ...>>

Papan kekunci Seneca Prime 05.05.2024

Papan kekunci adalah bahagian penting dalam kerja komputer harian kami. Walau bagaimanapun, salah satu masalah utama yang dihadapi pengguna ialah bunyi bising, terutamanya dalam kes model premium. Tetapi dengan papan kekunci Seneca baharu daripada Norbauer & Co, itu mungkin berubah. Seneca bukan sekadar papan kekunci, ia adalah hasil kerja pembangunan selama lima tahun untuk mencipta peranti yang ideal. Setiap aspek papan kekunci ini, daripada sifat akustik kepada ciri mekanikal, telah dipertimbangkan dengan teliti dan seimbang. Salah satu ciri utama Seneca ialah penstabil senyapnya, yang menyelesaikan masalah hingar yang biasa berlaku pada banyak papan kekunci. Di samping itu, papan kekunci menyokong pelbagai lebar kunci, menjadikannya mudah untuk mana-mana pengguna. Walaupun Seneca belum tersedia untuk pembelian, ia dijadualkan untuk dikeluarkan pada akhir musim panas. Seneca Norbauer & Co mewakili piawaian baharu dalam reka bentuk papan kekunci. dia ...>>

Balai cerap astronomi tertinggi di dunia dibuka 04.05.2024

Meneroka angkasa dan misterinya adalah tugas yang menarik perhatian ahli astronomi dari seluruh dunia. Dalam udara segar di pergunungan tinggi, jauh dari pencemaran cahaya bandar, bintang dan planet mendedahkan rahsia mereka dengan lebih jelas. Satu halaman baharu dibuka dalam sejarah astronomi dengan pembukaan balai cerap astronomi tertinggi di dunia - Balai Cerap Atacama Universiti Tokyo. Balai Cerap Atacama, yang terletak pada ketinggian 5640 meter di atas paras laut, membuka peluang baharu kepada ahli astronomi dalam kajian angkasa lepas. Tapak ini telah menjadi lokasi tertinggi untuk teleskop berasaskan darat, menyediakan penyelidik dengan alat unik untuk mengkaji gelombang inframerah di Alam Semesta. Walaupun lokasi altitud tinggi memberikan langit yang lebih jelas dan kurang gangguan dari atmosfera, membina sebuah balai cerap di atas gunung yang tinggi memberikan kesukaran dan cabaran yang besar. Walau bagaimanapun, walaupun menghadapi kesukaran, balai cerap baharu itu membuka prospek yang luas kepada ahli astronomi untuk penyelidikan. ...>>

Berita rawak daripada Arkib

Para saintis Amerika telah membangunkan penapis baru 18.02.2012

Satu pasukan saintis Amerika, dengan pembiayaan daripada Pejabat Penyelidikan Saintifik Tentera Udara (AFOSR), sedang membangunkan penapis optik polarisasi bulat baharu. Penapis unik akan membolehkan anda melihat dengan jelas melalui awan debu dan awan, selain itu, ia boleh membantu dalam diagnosis perubatan dan penciptaan instrumen optik yang unik.

Polarisasi adalah fenomena di mana sinar cahaya mempunyai sifat yang berbeza dalam arah yang berbeza. Apabila cahaya memantul dari permukaan, seperti kaca tingkap, ia terkutub selari dengan permukaan pemantulan.

Akibatnya, kita melihat silau yang menyukarkan untuk melihat apa yang ada di sebalik kaca. Mata manusia dapat membezakan warna, tetapi tidak dapat melihat polarisasi cahaya yang berbeza yang terpancar daripada objek. Penapis polarisasi menyerap cahaya terpolarisasi, mengurangkan silau, dan sebagai hasilnya membolehkan anda melihat walaupun melalui tingkap yang terang benderang.

Lebih mudah untuk memahami operasi penapis polarisasi bulatan baharu menggunakan contoh kamera digital ringkas. Kamera digital mengambil gambar berwarna menggunakan penapis kecil yang menghasilkan imej berwarna penuh pada piksel yang terdiri daripada 3-4 titik yang menangkap warna individu. Penapis cahaya baharu menangkap polarisasi cahaya linear dan bulat dengan cara yang sama. Penapis polarisasi serupa yang memotong silau digunakan oleh penembak tepat atau jurugambar. Penapis baharu akan membolehkan untuk mencipta kamera digital polarisasi yang akan dapat menapis pelbagai pencahayaan atau pandangan sesat dalam julat yang tidak diduduki oleh gangguan optik.

Polarizer linear dibuat agak ringkas, tetapi terdapat masalah dengan polarizer bulat setakat ini. Walau bagaimanapun, saintis Amerika telah berjaya membangunkan struktur mikro yang mampu mengukur cahaya terkutub dengan tepat. Ini memungkinkan untuk mencipta kamera polarisasi warna yang membolehkan anda melihat melalui habuk, awan dan halangan lain yang melaluinya cahaya terpolarisasi dengan cara tertentu melaluinya.

Di samping itu, penapis baru boleh digunakan untuk mengkaji, contohnya, heliks DNA dan mengesan pelbagai keabnormalan tisu, seperti kanser.

Berita menarik lain:

▪ Perapi Fabrik Penyejuk

▪ Pemacu Keadaan Pepejal Gred Perindustrian Adata ISSS332

▪ Kamera dengan kanta mikro meniru penglihatan helang

▪ Penjana bau untuk topi keledar realiti maya

▪ Kaedah dua foton memungkinkan untuk meningkatkan ketepatan pengukuran skala nano sebanyak seratus kali ganda

Suapan berita sains dan teknologi, elektronik baharu

Bahan-bahan menarik Perpustakaan Teknikal Percuma:

▪ bahagian tapak Eksperimen dalam fizik. Pemilihan artikel

▪ artikel Berbahagialah orang yang percaya, dia hangat di dunia! Ungkapan popular

▪ artikel Apakah Zaman Perak? Jawapan terperinci

▪ artikel Bekerja pada mesin pembungkusan seperti PUA-1, dsb.. Arahan biasa untuk perlindungan buruh