Виртуальный генератор сигналов специальной формы

Министерство образования и науки Украины

Национальный аэрокосмический университет им. Н.Е. Жуковского

«ХАИ»

кафедра 303

Расчетно-пояснительная записка

По курсовому проекту на тему:

Виртуальный генератор сигналов специальной формы

По дисциплине: Интеллектуальные средства измерения

Разработала: студентка 359 гр

___________   Пивоварова Т.В.

«__» _________ 2003г.

Проверил: доц., к.т.н.

____________  Черепащук Г.А.

«__» _________ 2003г.

2003

Реферат

В данной пояснительной записке разработан виртуальный генератор сигналов специальной формы предназначенный для генерирования синусоидальных, треугольных и сигналов в форме миандров.

Генератор используется для поверки радиоэлектронной аппаратуры.

В записке приведены функциональная и электрическая принципиальная схемы.

Разработан алгоритм работы устройства, обеспечена помехозащищенность и диагностика неисправностей.

Стр.    ,

Ключевые слова: генератор сигналов виртуальный, помехозащищенность, диагностика неисправностей, микроконвертор, интерфейс.

Введение

Современные технические системы, за исключение сугубо специализированных систем, которые строятся на основе специальных микропроцессоров, оснащаются персональными компьютерами. В результате при разработке и использовании любой подобной системы стоит задача стыковки устройств, воспринимающих информацию, с персональным компьютером, являющимся центральным узлом этих систем.

При проверки и настройки радиоаппаратуры возникает необходимость в генераторов сигналов специальной формы. На современном этапе развития техники производится автоматическая настройка и наладка, управление которой осуществляется с помощью компьютера. Поэтому возникает потребность в создании генераторов в виде малогабаритных плат сопрягающихся с персональным компьютером. Поэтому есть определенный смысл в разработке именно таких генераторов.

Таким образом, в этом проекте разработан виртуальной генератор сигналов специальной формы, работа которого осуществляется с помощью компьютера.

Интерфейс RS-232 и RS-485

При разработке генератора необходимо в первую очередь изучить интерфейсы RS-232 и RS-485, рассмотреть их особенности, электрические характеристики линий и назначение сигналов интерфейсов.

1.1  Особенности интерфейса RS-232

Наиболее распространёнными стандартами последовательных интерфейсов являются RS-232, RS-422, RS-423, RS-485, “токовая петля”, SPI, USB, I²C. Стандартный последовательный порт ПЭВМ поддерживает интерфейс RS-232.

Последовательный интерфейс использует для передачи данных одну сигнальную линию, по которой биты передаются друг за другом последовательно (Serial Interface, Serial Port).

Достоинства последовательной передачи:

·  сокращение количества линий связи;

·  увеличение дальности передачи (по сравнению с параллельной).

Особенности:

·  используются НЕ-ТТЛ сигналы (необходимость сопряжения);

·  возможность реализации гальванической развязки с минимальными техническими затратами.

Недостатки:

·  снижение скорости передачи;

·  разнообразие стандартов, протоколов и форматов.

Последовательная передача – может осуществляться в двух режимах.

·  синхронный– предполагает постоянную активность канала связи.

Посылка обычно начинается с “синхробайта” – это может быть специальный код (например 11111110), после которого непрерывно следуют информационные байты.

При отсутствии данных для передачи устройство-передатчик формирует последовательность синхробайт.

Способ эффективен лишь при длительной передаче больших массивов данных.

Для синхронной передачи необходимо использовать дополнительную линию для передачи синхроимпульсов, либо использовать коды с самосинхронизацией (дорого).

·  асинхронный – требует одной сигнальной линии и специальной формы (структуры) посылки.

Обязательное условие – передатчик и приёмник должны быть настроены на одну скорость передачи (частоту передачи/приема битов).

При приёме старт-бита в приёмнике выполняется синхронизация внутренних стробов на середину передаваемых битов. [1].

Поэтому частоты синхронизации передатчики и приёмники не должны отличаться более чем на  5%             0.95 £ f_пер/f_пр £ 1.05

Контроль ошибок передачи:

·  ложный старт-бит: воспримет перепад, а по стробу принята “1”;

·  сброс посылки, если ожидаемый стоп-бит равен “0”;

·  проверка достоверности по биту контроля чётности.

По нулевому значению стоп-бита можно контролировать обрыв линии.

Набор стандартных скоростей обмена [бит/с]:

50, 75, 110, 150, 300, 600, 1200, 2400 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200.

(применяемый термин “бод” означает число перепадов  в секунду, что не соответствует количеству битов при недвоичном способе кодирования (например, код Манчестер – II)).

Физический уровень реализации последовательного интерфейса определяется одним из названных стандартов.

·  Представление сигнала потенциалом:

·  несимметричные интерфейсы RS-232, RS-423 используют одну сигнальную линию на одно направление, имеют низкую помехозащищённость;

·  симметричные интерфейсы RS-422 (двухточечный), RS-485 (шинный), используют т.н. дифференциальные сигналы, реализуются парой линий на сигнал одного направления.

·  Представление сигнала током:

·  “токовая петля” (MIDI). [2].

Интерфейс RS – 232.

В этом стандарте сигнал передаётся по одной линии относительно общего провода – “схемной земли”. Гальваническая развязка не обеспечивается.

Поэтому  Система идентификации сигнала

Условные схемы и характеристики интерфейсов RS.

Несимметричные	Симметричные
RS-232	RS-485
– устройство передачи или                       приёма сигнала.      – передача в инверсной логике

2  Разработка платы генератора

2.1  Анализ функциональной схемы

Функциональная схема генератора (рисунок 2.1).включает в себя следующие основные блоки: микроконвертор, цифровой синтезатор, интерфейсы, усилители, супервизор, кварцевый генератор, осциллятор.

Микроконвертор предназначен для выполнения математических операций по получению амплитуды и фазы генерируемого сигнала и управления цифровым синтезатором.

Описание микроконвертера ADuC 831

Состав микроконвертера ADuC831:

·  Два независимых сигмадельта АЦП – основной , с разрешением 24 разряда и дополнительный с разрешением 16 разрядов;