Методы определения спектральных характеристик электрических сигналов: Учебно методическое пособие, страница 16

1.  Коммутатор входных сигналов. С его помощью к устройству могут быть поочерёдно подведены сигналы от 16-ти источников с дифференциальными выходами. Как известно, дифференциальный выход источников сигналов позволяет обеспечить хорошую защиту от мешающих сигналов и помех, неизбежно проникающих в измерительный тракт по соединительным проводам. Если один из дифференциальных входов каждого канала заземлить, коммутатор будет работать в обычном режиме, когда сигнал, подводимый по каждому  каналу, изменяет амплитуду относительно общей шины устройства. Именно такой режим используется в нашем случае. Количество входных каналов задаётся программно (от 1 до 16).  

2.  Усилитель с программируемым усилением. Сигналс каждогоканала по очереди проходит через этот усилитель, его амплитуда может усиливаться в 2 – 32 раза для того, чтобы обеспечить оптимальную работу АЦП. 

3.  Аналого – цифровой преобразователь на микросхеме AD7894. Он преобразует входной аналоговый сигнал по каждому из выбранных каналов в 14-ти разрядный двоичный код с учётом знака напряжения  относительно общей точки схемы.

4.  Программируемый генератор управляющих импульсов  на микросхеме AT90S2313. Он обеспечивает программный выбор тактовой частоты        , переключение каналов в коммутаторе сигналов, поочерёдную установку коэффициента усиления    для каждого канала.

5.  Схема оптронной развязки.  Между отмеченными выше  функциональными узлами, которые условно можно назвать входными,  и основной шиной PCI компьютера включена схема гальванической развязки на оптопарах. Оптопара – это сочетание полупроводникового светодиода и фотодиода. Зажигание светодиода  вызывает появление тока в фотодиоде. Так осуществляется передача логической единицы сигнала. Соответственно, отсутствие того и другого воспринимается как передача логического нуля.

 Таким образом, передача цифровой информации идет через    оптический канал, а гальваническая связь между входными цепями и шиной ЭВМ отсутствует. Это обеспечивает защиту компьютера от случайного попадания на шину больших напряжений, которые в аварийном режиме могут возникнуть на входе устройства. Максимальное напряжение защиты составляет 500 вольт.

6.  Со стороны шины ЭВМ установлен быстродействующий цифровой сигнальный процессор  ADSP-2184. Внутренняя архитектура процессора содержит память программ и память данных. Это обеспечивает  гибкое управление всем устройством L-761.

7.  Интерфейс обмена данными с шиной компьютера. Он собран на микросхеме PLX PCI9050-1.

Программное обеспечение устройства L-761. Оно разработано отечественной фирмой L-card в виде пользовательского интерфейса L-Graph.     Этот интерфейс обеспечивает работу L-761 в следующих режимах:

Цифровой четырёхканальный осциллограф.  В этом режиме обеспечивается осциллографическое наблюдение сигналов по любым четырём каналам, выбранным из исходных 16-ти. Выбор каналов, выбор усиления по каждому каналу, начальные смещения лучей на экране дисплея осуществляются программно. Также программно устанавливаются следующие параметры:

• Частота квантования (тактовая частота)    , её предельные значения от 50 гц до 100000 гц. Следует иметь в виду, что эти значения  отличаются от тех, которые устанавливаются кнопкой Частота АЦП, это зависит, в частности, от числа используемых каналов измерения. Подробности см. в описании лабораторной работы Автоматизированные измерения и моделирование свойств линейных систем.

·   Синхронизация изображения по любому из каналов, включая внешнюю синхронизацию импульсными сигналами ТТЛ-уровня.

·  Длительность одного кадра развёртки начиная от 5 миллисекунд до 1 секунды.

·  Вертикальный размер изображения по каждому каналу, общее количество уровней квантования по амплитуде  от –8162 до +8162 десятичных значений. Это обеспечивает  высокую точность амплитудных измерений , что является характерной особенностью цифровых методов представления сигналов.