ADC פשוט - קידומת למחשב. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

ADC פשוט - ממיר למחשב. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / מחשבים

נכון לעכשיו, ממירים אנלוגיים לדיגיטליים (ADC) נמצאים בשימוש יותר ויותר בעיצובי רדיו חובבים. הסיבה לכך היא הופעת שבבי ADC במחירים סבירים והיתרונות שמספק עיבוד דיגיטלי של אותות אנלוגיים. באמצעות ADC, תוכלו להפוך בקלות מחשב אישי (PC) לכל מכשיר מדידה וירטואלי. יתר על כן, החלק האלקטרוני של מכשיר כזה יכול להיות פשוט מאוד, וכל עיבוד האותות יתבצע בתוכנה.

המכשיר המתואר במאמר נועד להמיר אות אנלוגי לקוד דיגיטלי של שישה סיביות ויכול לשמש כקובץ מצורף למחשב. תחומי היישום שלו מגוונים מאוד - ממכשירי מדידה וירטואליים ועד למערכות הקלטת קול שונות.

עיצובים המבוססים על ADCs פורסמו שוב ושוב בדפי מגזין רדיו. עם זאת, הם השתמשו בעיקר בשבבים עם קוד פלט עשרוני בינארי או קוד עבור מחוונים של שבעה אלמנטים [1]. גישה זו אינה נוחה להזנת מידע למחשב.

ההתקן המוצג לקוראינו משתמש במיקרו-מעגל KR1107PV1, שהוא ADC מקבילי במהירות גבוהה עם שישה סיביות [2]. הוא נועד להמיר מתח בטווח -2...0 V לאחד מקודי הקריאה המקבילים הפוטנציאליים: קוד בינארי (ישיר והיפוך) וקוד משלים של שני (ישיר והפוך). המיקרו-מעגל הזה נבחר מכיוון, ראשית, הוא זמין למגוון רחב של חובבי רדיו והוא זול יחסית, ושנית, יש לו ביצועים גבוהים (תדר המרה מקסימלי - 20 מגה-הרץ, זמן המרה אחת - לא יותר מ-100 ns).

התרשים הסכמטי של המכשיר מוצג באיור. אחד.

ADC פשוט - קידומת למחשב

מעגל החיבור המומלץ KR1107PV1A [2] נלקח כבסיס, אשר מפושט משמעותית ללא הידרדרות ניכרת בדיוק ההמרה. האות האנלוגי שהומר דרך שקע 1 של שקע XS1 והנגד R4 מסופק לכניסה ההפוכה של מגבר OP DA1. חיבור זה שימש מכיוון שלעתים קרובות יותר יש צורך בדיגיטלציה של מתח בעל קוטביות חיובית, ושבב ה-ADC ממיר את המתח בטווח שבין 0 ל-2 V. מתח ההיסט האפס מוסר מנגד הגוזם R1. הנגדים R5 ו-R4 קובעים את ההגבר הנדרש של מגבר ההפעלה. האות האנלוגי המוגבר מסופק דרך נגדים R7-R9 לפינים 10, 13, 15 של ה-ADC.

פעולת ה-DA2 ADC נשלטת על ידי פולסי שעון המגיעים מהמחשב (באמצעות פין 8 של שקע XS2) לפין 4. הקידוד מתבצע לאחר שחתוך פעימת השעון, והתוצאה המתקבלת במהלך תהליך ההמרה היא מועבר לאוגר הפלט בו-זמנית עם קצה פעימת השעון הבא. זה מאפשר לקצוות של דופק השעון להפיק את הדגימה הבאה, כלומר, ברגע שבו התוצאה של הדגימה ה-n נוכחת ביציאה של DA2, הדגימה (n+2) נלקחת בכניסה. הקוד הדיגיטלי נלקח מיציאות D1 - D6 ויוצא לשקע XS2.

יש לציין כי ייעוד היציאות של המיקרו-מעגל מנוגד למשקלם: פלט D1 מתאים לספרה המשמעותית ביותר, ו-D6 לפחות משמעותית. סוג הקוד (ישיר, הפוך, נוסף) ביציאות המיקרו-מעגל נקבע לפי רמות האות בכניסות C1 ו-C2 של המיקרו-מעגל. החיבור שלהם לאוטובוס +5 V מתאים לאספקה ברמה גבוהה, ולחוט המשותף - רמה נמוכה. סוג הקוד הנדרש ביציאה של המיקרו-מעגל נקבע על ידי שילוב של רמות האות בכניסות C1 ו-C2 בהתאם לטבלה. 1.

ADC פשוט - קידומת למחשב

ה-KR1107PV1A ADC דורש ספק כוח דו-קוטבי עם מתחים של +5 ו-6 V. בנוסף, נדרשים שני מתחי ייחוס. הם קובעים את טווח המתחים שיש לבצע דיגיטציה. במקרה זה, אחד מהמתחים הללו (Uobp1) נלקח שווה לאפס (פין 16 של המיקרו-מעגל מחובר לחוט המשותף), והשני (Uobp2) שווה ל-2 V, אשר בהתאם ל-[2 ], קובע את טווח מתח הכניסה של ה-ADC 0... -2 V. מתח ייחוס של -2 V מוסר מהמחוון של נגד הזמירה R6, המחובר למעגל מתח האספקה בעל קוטביות שלילית. קבלים C1 - C5 משמשים לביטול הפרעות.

בהרכבת המכשיר נעשה שימוש נגדי MLT, OMLT, קבלים תחמוצת וקרמיקה מכל סוג. נגד גוזם R1 - גם מכל סוג שהוא, R6 - רצוי מרופד תיל רב-סיבובים, למשל, SP5-1V, SP5-14, SP5-15, SP5-2 וכו'. Op-amp DA1 - כמעט כל אחד, המסוגל לפעול במתחי אספקה נמוכים, למשל KR140UD7. כדי להרחיב את טווח התדרים, ניתן להשתמש במגבר התפעולי K574UDZ, שתדר הרווח האחד שלו הוא 10 מגה-הרץ.

המכשיר מופעל ממקור מיוצב דו-קוטבי, המספק מתחי מוצא של +5 V בזרם של 35...40 mA ו-6 V בזרם של 200 mA

לפני הפעלת ה-ADC בפעם הראשונה, המחוון של הנגד R6 מוגדר למצב האמצעי. לאחר הפעלת הכוח, למדוד את מתח הייחוס בפין 9 של המיקרו-מעגל DA2 ובדיוק ככל האפשר, הגדר אותו שווה ל -2 V. היסט האפס הנדרש מושג עם נגד חיתוך R1. אתה יכול לשלוט במיקום האפס באמצעות הקוד הדיגיטלי של הפלט או המתח הקבוע בכניסות האנלוגיות של ה-ADC (פינים 10, 13, 15 DA2). בשלב זה, ההגדרה יכולה להיחשב כשלמה.

ה-ADC מחובר למחשב האישי באמצעות ממשק (איור 2) המותקן במחבר ISA פנוי בלוח המערכת.

ADC פשוט - קידומת למחשב

לוח הממשק מכיל ארבע יציאות קלט/פלט עם כתובות ZE0N-ZEZN. האלמנטים DD1.1-DD1.3 ו-DD2 יוצרים מפענח כתובת. הכניסות שלהם קולטות אותות מאפיק הכתובות של המחשב האישי, ואם השילוב ZE0N-ZEZN מופיע בו, נוצר מתח מאפשר ברמה נמוכה ביציאת DD2. האותות הקובעים את מספר היציאה במרחב הכתובות של היציאה תואמים לשני הביטים הפחות משמעותיים של אפיק הכתובות ומסופקים למפענח DD4. הוא גם מקבל אותות הפעלה דרך אפיק AEN (משמעות הדבר היא שאין גישה ישירה לזיכרון במחזור זה) ואותות IOW, IOR, התואמים לכתיבה וקריאה מהתקן חיצוני. האות מפין 15 של המפענח מסופק לכניסה E של מנהל האוטובוס DD7 ומאפשר העברת נתונים מה-ADC לאפיק הנתונים.

האות המופיע בפין 14 של מפענח DD4 משמש לשעון של ה-DA2 ADC, בפין 13 לאיפוס הדק DD6.1, ובפין 12 כדי לאפשר אספקת מידע ממנו לאפיק הנתונים. הטריגר נועד לסנכרן את ה-ADC עם מכשיר חיצוני שיכול להפיק דופק שעון או אות מוכנות. אות השעון מההתקן החיצוני מסופק דרך פין 1 של שקע XS2 לכניסת השעון של ההדק. מצבו של האחרון נקרא על ידי התוכנית. אם מזוהה רמה גבוהה בפין 5 של DD6.1, המשמעות היא שהתקבלה דופק סנכרון מהתקן חיצוני. לאחר קריאת מצב הכפכף, יש לאפס אותו כדי להתכונן לקבל את דופק השעון הבא.

כמה מילים על מטרת הנמלים. היציאה עם הכתובת ZE0H מיועדת לקריאת נתונים מה-ADC (ביטים D0-D5 מכילים את הערך של האות הדיגיטאלי), כאשר הכתובת ZE1H - לאספקת פולס שעון ל-ADC (בעת כתיבת כל בייט ליציאה זו, ההמרה של האות האנלוגי לדיגיטל מתחילה). יציאת ZE2H משמשת לאיפוס טריגר הסנכרון DD6.1 לאחר קריאת מצבו. איפוס מתרחש כאשר כל בייט נכתב ליציאה זו. לבסוף, יציאת WEZN מיועדת לקריאת מצב הכפכף, המשתקף על ידי סיביות 5 של הבתים הנקראים מהיציאה הזו. יש צורך בטריגר כדי ללכוד פעימות סנכרון קצרות. אם, בעת קריאה מיציאת ZEZN, מזוהה רמה לוגית גבוהה בפלט הישיר של הטריגר (bit D5 = 1), אז התוכנית מחזירה אותו למצבה המקורי על ידי כתיבת כל בייט ליציאת ZE2H.

התוכנית לקריאת נתונים מה-ADC, הכתובה בפסקל, מוצגת בטבלה. 2.

(לחץ להגדלה)

נוח להשתמש בכרטיס הרחבה פגום עבור חריץ ISA כבסיס לעיצוב. כל האלמנטים ה"גבוהים" (קבלים, מחברים) מוסרים ממנו והמוליכים המודפסים העוברים לרפידות המגע של החלק המוכנס לחריץ נחתכים (תקע XP1 באיור 2). החלקים מותקנים על לוח מעגלים מודפס קטן, אשר מאובטח באמצעות מתלים על לוח ההרחבה. המסופים של המכשיר מחוברים למגעים של תקע XP1 עם חתיכות קצרות של חוט הרכבה. ניתן למצוא את הקצאות סיכות החריץ של ISA ב-[3].

לסיכום, נציין שברוב המקרים מספיקות שישה ביטים כדי לייצג אות אנלוגי. אם משתמשים ב-ADC עם טווח מתח כניסה של 0...2V למדידת מתח של 2V, השגיאה לא תעלה על 0,03V (או 1,5%). בעת מדידת מתח של 0,2 וולט, השגיאה תגדל ל-15%. כדי להגביר את דיוק המדידות, ניתן להשתמש ב-ADC בקיבולת גבוהה יותר או להגדיל את המתח הנמדד לערך הקרוב לגבול העליון של המרווח (לדוגמה, לשנות את היחס בין ההתנגדויות של נגדים R5 ו-R4). עם הדירוגים המצוינים בתרשים (ראה איור 1), המכשיר מדגים מתחי כניסה בטווח 0...0.5 V ומסוגל לעבוד עם מיקרופון ביתי.

אם, מטעמי דיוק ב"דיגיטציה" של אותות חלשים, נדרש עומק סיביות גבוה יותר, ניתן להחליף את המיקרו-מעגל KR1107PV1A בממיר K1107PV2 שמונה סיביות (באופן טבעי, תוך התחשבות בהבדלים ב-pinout וצריכת החשמל).

ספרות

Biryukov S. מדחום "בית - רחוב". - רדיו, 2000, מס' 3, עמ'. 32, 33.
Novachenko I.V., Petukhov V.M., Bludov I.P., Yurovsky A.V. Microcircuits לציוד רדיו ביתי. מַדרִיך. - מ.: KUBK, 1995.
Danilin N. S., Ulitenko V. P., Kripak A. A. מדריך לפתרון בעיות ותיקון מחשבי IBM PC. - מ.: הוצאת תקנים, 1992.

מחברים: Yu.Kirilov, D.Sitanov, Ivanovo

ראה מאמרים אחרים סעיף מחשבים.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

מקרן נייד לפלייסטיישן 4 למשחק ללא טלוויזיה 11.08.2015

סוני הציגה מקרן נייד לפלייסטיישן 4, שיאפשר לגיימרים להסתדר בלי צג או טלוויזיה. עם זאת, לאור הבהירות של שטף האור, המכשיר נראה שנוי במחלוקת.

המקרן הסלולרי החדש של Sony MPCL1 לקונסולת הפלייסטיישן 4 יאפשר לכם לצלול לעולמות וירטואליים מבלי להתחבר לטלוויזיה. המכשיר משתמש בטכנולוגיית הקרנת לייזר, והרזולוציה של תמונת הפלט היא 1920x720 פיקסלים. אתה יכול להעביר את אות הווידאו למכשיר באמצעות כבל HDMI או באופן אלחוטי. יחד עם זאת, גודל התמונה המרבי באלכסון הוא 120 אינץ' ממרחק של 3,6 מטר.

הודות לסוללה מרווחת (3000 מיליאמפר/שעה), מקרן MPCL1 עובד עד שעתיים במצב לא מקוון, וגודלו הקטן מאפשר לך לקחת אותו איתך להקרנות סרטים של החברה, או להשתמש בו בעבודה לצורך מצגות. נכון, יש אבן נגף. בהירות שטף האור היא 32 לומן בלבד, בעוד שבדגמים של מתחרים היא מגיעה לערכים גבוהים יותר.

עוד חדשות מעניינות:

▪ מדבקה מתכלה

▪ מה יבוא בעקבות FULL HD

▪ חיישן ג'יירו קטן במיוחד XV-3500CB

▪ חומרי אדמה נדירים ממי שפכים

▪ Unreal Engine 5

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר תחבורה אישית: יבשה, מים, אוויר. מבחר מאמרים

▪ מאמר אלכסנדר דיומא (בן). פרשיות מפורסמות

▪ מאמר מתי וכיצד הופיע האספירין? תשובה מפורטת

▪ מאמר אוכמניות רגיל. אגדות, טיפוח, שיטות יישום