Информатика и выч. техника \ Интеллектуальные средства измерения

Виртуальный генератор сигналов специальной формы, страница 2

·  Два источника тока для питания мостовых схем и других внешних устройств;

·  12-разрядный ЦАП с выходом по напряжению;

·  температурный сенсор;

·  прецизионный источник опорного напряжения величиной 2.5 В;

·  узлы контроля и калибровки ЦАП и АЦП;

·  память программ типа Flash/EEPROM объемом 8 Кбайт;

·  память данных типа Flash/EEPROM объемом 640 Байт;

·  микроконтроллер, структура которого соответствует промышленному стандарту 8052;

·  асинхронный UART – порт;

·  синхронный последовательный интерфейс I2C;

·  сторожевой таймер;

·  монитор напряжения питания;

·  программируемый генератор импульсов;

·  счетчик временных интервалов.

Напряжение питания ADuC831 составляет 3 или 5 В. Режимы работы: рабочий, с пониженным потреблением, «спящий».



Параметры основного 24—разрядного сигмадельта АЦП:

· диапазоны напряжений входных сигналов от ± 20 мВ до ±2.56 В.

· отношение сигнал/шум 18 бит (р-р) в диапазоне ±2.56 В на частоте 17.3 Гц;

· интегральная нелинейность 15ppm;

· температурный дрейф смещения нуля 10 нВ/°С;

· частота смены выходного кода от 5.4 до 105 Гц;

· пропуск кодов отсутствует.

Микроконвертеры предназначены, прежде всего, для построения интеллектуальных датчиков различных измерительных и управляющих систем. Это измерителя веса, давления, положения, ускорения, различные медицинские приборы с батарейным питанием, цифровые распределительные системы управления и контроля, по линиям связи которых предаются цифровые сигналы, а функции измерения и кодирования сигналов осуществляются непосредственно на объекте автоматизации.

В составе средств отладки микроконвертера ADuC831 набор QuickStartтм фрмы Analog Devices, а также эмуляторы, компиляторы, программаторы, прикладные программы фирм-партнеров. [4].

Архитектура микроконвертера ADuC831.

В состав ADuC831 входят два сигма-дельта АЦП (основной и вспомогательный канал), температурный датчик, ЦАП и контроллер.

Ввод аналогового сигнала осуществляется через основной или вспомогательный каналы, которые позволяют вводить дифференциальный сигнал. На входе каждого сигнала предусмотрен мультиплексор и буферный усилитель. В составе основного канала имеется усилитель с программным коэффициентом усиления (PGA), который позволяет непосредственно преобразовывать сигналы с низким напряжением  (термопары, RTD и др.). Диапазон напряжений входных сигналов основного канала находится в пределах от 20 мВ до 2,56 В. В АЦП в составе основного канала – 24-разрядный сигма – дельта АЦП, обеспечивающий преобразования с частотой от 5,4 до 105 Гц.  Пересылка данных из АЦП осуществляется в режиме прямого доступа к памяти.

В составе вспомогательного канала имеется 16-разрядный сигма=дельта АЦП, обеспечивающий отношение сигнал/шум на уровне 14 значащих разрядов. Встроенный температурный датчик с коэффициентом преобразования –3,5 мВ/С подключается к АЦП вспомогательного канала.

В ADuC831 предусмотрен встроенный генератор ока (200мкА) для питания внешних датчиков температуры типа RTD (Resistance Temperature Detector).

АЦП вспомогательного и основного канала, а также ЦАП могут использовать встроенный (2,5 В) или внешний источник эталонного напряжения.

Тактовая частота ADuC831 составляет 12 МГц. В составе контроллера ADuC831 имеется ФАПЧ, что позволяет использовать в качестве внешнего кварцевого резонатора часовой кварц (32КГц). Умножение частоты до 12МГц выполняется ФАПЧ. В ADuC831 предусмотрены режимы энергопотреблением, выход из которых осуществляется по сигналам внешних прерываний.

Наименование параметра

Значение

параметра

Система команд

Совместимая с командами Intel 8051/8052

Максимальная производительность, MIPS

1,33

Максимальная тактовая частота, МГц

16.0

Частота внешнего кварцевого резонатора, кГЦ

16000

Объём памяти

программ

-флэш, килобайт

62

данных

-флэш, килобайт

4

-RAM, байт

2304

Объём внешней памяти прграмм/данных

64килобайт/

16 мегабайт

Система ФАПЧ

-

Контроллер DMA

+

Универсальные 16-разрядные таймеры-счётчики

+

“Сторожевой” таймер, POR, PSM, TIC, ШИМ-генератор

+

Последовательные порты UART, I2C, SPI

+

АЦП

Количество АЦП/входных каналов

1/8

Разрядность АЦП

основного

12

вспомагательного

-

Максимальная частота преобразования, кГц

400

Источник тока 200 мкА

-

Погрешность датчика температуры, 0С

Выходное напряжение датчика температуры при температуре 250С,мВ

650

ЦАП

Количество ЦАП

2

Разрядность ЦАП

12

Дифференциальная погрешность, EMP

±1

Напряжение встроенного эталонного источника, мВ

2500±62,5

Выходное сопротивление, Ом

0,5

Сопротивление нагрузки, кОМ

10

Емкость нагрузки, пФ

100

Выходное напряжение, В

0…Vопорн ил0…Eпит

Время установления выходного напряжения, мкс

15

Микросхема в целом

Напряжение питания, В

2,7…3,3 или 4,5…5,5

Количество выводов и тип корпуса (размеры корпуса)

56-CSP (8×8мм) или

52-MQFP

(14×14мм)

Цифровой синтезатор предназначен для формирования сигналов заданной формы. В данной разработке для этого используется микросхема AD9834.

Описание микросхемы AD9834

Микросхема AD9834, в которой реализован метод прямого цифрового синтеза сигналов обеспечивает формирование синусоидального или пилообразного сигналов, а также сигнала типа «меандр» в диапазоне частот от 0 до 12.5 МГц. От других микросхем такого типа, выпускаемых фирмой Analog Devices, AD9834 отличается уменьшенным значением рабочей частоты, сниженным энергопотреблением и малыми габаритами (корпус 10-MSOP, размерами 3х4.9 мм).Стабильность частоты выходного сигнала микросхемы определяется только стабильностью частоты тактового генератора (максимальное значение частоты тактового сигнала 25 МГц). Для обеспечения функционирования микросхемы практически не требуются внешние компоненты: необходимо лишь подключить развязывающие конденсаторы к шине питания (напряжение питания 2.3…5.5 В, ток потребления не более 5.5 мА).

Основные функциональные узлы микросхемы:

· интерфейс и устройство управления(I2C);

· генератор и фазовый модулятор с цифровым управлением (NCO);

Скачать файл