Wyjścia obiektowe analogowe

Prezentacja na temat: "Wyjścia obiektowe analogowe"— Zapis prezentacji:

1 Wyjścia obiektowe analogowe

2 Przetwarzanie jedno- i wielokanałowe Parametry wyjść analogowych
Wyjścia analogowe /27 Przetwarzanie jedno- i wielokanałowe Parametry wyjść analogowych Przykładowe rozwiązania Generacja przebiegów okresowych Wyjścia impulsowe jako wyjścia analogowe

3 Wyjścia analogowe - rodzaje 2/27
Rodzaje przetwarzania C/A: przetwarzanie jednokanałowe

4 Wyjścia analogowe - rodzaje 3/27
przetwarzanie wielokanałowe wariant I DMPX.A. – demultiplekser analogowy, U.P.A. – układy pamięci analogowych

5 Wyjścia analogowe - rodzaje 4/27
przetwarzanie wielokanałowe wariant II

6 Wyjścia analogowe - parametry 5/27
Czynniki wpływające na konstrukcję modułu przetwarzania C/A rodzaj sygnału wyjściowego (U/I); zakres zmienności (przedział wartości); wymagana jakość konwersji FWY NWE U( ) U( ) U( ) U( ) U( ) monotoniczność liniowość rozdzielczość najczęściej spotykane rozdzielczości: 8b 10b 12b 16b rozdzielczość w % zakresu odpowiednio: 0,4 0,1 0,02 0,0015

7 Wyjścia analogowe - parametry 6/27
obecność stanów przejściowych przy zmianie słowa binarnego: wymagany kod reprezentacji liczb; wymagana szybkość zmian sygnału wyjściowego; poziom zakłóceń w torze przesyłu sygnału analogowego do odbiornika; odległość do odbiornika sygnału; charakter odbiornika (impedancja wejściowa, stałe czasowe); warunki klimatyczne pracy układu; stabilność źródła zasilania.

8 Wyjścia analogowe - parametry 7/27
Standardowe zakresy sygnałów analogowych: napięciowych: prądowych 0..5V mA -5..5V mA 0..10V mA V Konstrukcja modułu przetwarzania C/A może wykorzystywać: - układy monolityczne; - układy hybrydowe; - prototypowe, unikalne „składaki”

9 Wyjścia analogowe - parametry 8/27
Kody binarne przetworników Najczęściej NB sygnały unipolarne UMAX sygnały bipolarne - -UMIN UMAX Rzadziej ZM albo U2

10 Wyjścia analogowe - przykłady 9/27
Przetworniki C/A często mają wyjścia prądowe. Do zamiany prądu na sygnał napięciowy można stosować układy: UWY=IOR UWY=IOR2(RS+R1)/R UWY=-IORS, R2=RS

11 Wyjścia analogowe - przykłady 10/27
a) ilość bitów przetwornika nie przekracza szerokości szyny danych - układy wymagające zewnętrznego rejestru

12 Wyjścia analogowe - przykłady 11/27
inny układ

13 Wyjścia analogowe - przykłady 12/27
- przetworniki mające wbudowany rejestr zatrzaskowy: dostosowane do współpracy z systemem mikroprocesorowym mają typowe dla urządzenia zewn. wejścia sterujące (/CS,/WE) przykładowe układy scalone: AD7524 AD558 SE/NE5018/5019

14 Wyjścia analogowe - przykłady 13/27
b) ilość bitów przetwornika przekracza szerokość szyny danych problemem jest tu niemożność jednoczesnego podania wszystkich bitów nowej liczby binarnej do przetworzenia - wpisywanie nowych bajtów do rejestrów zatrzaskowych bez dodatkowego buforowania powoduje poważne błędy konwersji:

15 Wyjścia analogowe - przykłady 14/27
- układy wymagające zewnętrznego zatrzasku na kod binarny przykładowe układy: 10-bitowe: AD561,AD7520,AD7533,DAC10xx,MC3410/3510 (10b) 12-bitowe: AD562,AD7521/7541,Am6012,DAC1200/01,DAC1280/85 - przetworniki mające wbudowany rejestr zatrzaskowy: 10-bitowe: AD7522,NE5020,AD7527 12-bitowe: AD7542,AD7544,AD7545

16 Wyjścia analogowe - przykłady 15/27
Przetwarzanie wielokanałowe: a) indywidualne przetworniki w każdym z kanałów

17 Wyjścia analogowe - przykłady 16/27
b) przetwornik wspólny dla wielu kanałów z autonomicznym układem odświeżania wyjść częstotliwość odświeżania pamięci analogowych w układach S/H musi być tak dobrana, aby zmiana ΔUWY < 1/2 ULSB.

18 Wyjścia analogowe - generacja przebiegów 17/27
Układy generacji przebiegów okresowych Użycie przetwornika C/A skutkuje skwantowaniem w czasie i amplitudzie generowanych przebiegów:

19 Wyjścia analogowe - generacja przebiegów 18/27
W celu poprawy kształtu uzyskiwanych przebiegów stosuje się: zwiększanie rozdzielczości przetwornika C/A; skracanie okresu powtarzania; filtry dolnoprzepustowe

20 Wyjścia analogowe - generacja przebiegów 19/27
Programowa generacja kolejnych wartości chwilowych zaleta - ogromna dowolność uzyskiwanych funkcji wada - rozwiązanie obciążające μP

21 Wyjścia analogowe - generacja przebiegów 20/27
Zastosowanie sterowanego sprzętowego VCO zaleta - znikome obciążenie procesora wada - bardzo ograniczony repertuar funkcji

22 Wyjścia analogowe - generacja przebiegów 21/27
Sprzętowa generacja przebiegów piłokształtnych zaleta - znikome obciążenie procesora wada - jeden kształt przebiegu

23 Wyjścia analogowe - generacja przebiegów 22/27
Sprzętowa generacja przebiegów piłokształtnych zalety i wady - jak poprzednio

24 Wyjścia analogowe - generacja przebiegów 23/27
Sprzętowa generacja przebiegu z „biblioteki” w pamięci nieulotnej zaleta - znikome obciążenie procesora wada - bardzo ograniczony repertuar funkcji

25 Wyjścia analogowe - generacja przebiegów 24/27
Sprzętowa generacja dowolnego przebiegu z pamięci RAM zaleta - znikome obciążenie procesora wada - bardzo ograniczony repertuar funkcji

26 Wyjścia analogowe - wyjścia impulsowe 25/27
Wyjścia impulsowe jako przetworniki C/A Modulacja fali prostokątnej pozwala kodować wartości sygnału ciągłego zalety: - łatwa realizacja (dostępność układów PWM w wielu μC); - można uzyskać duże rozdzielczości; - falę prostokątną łatwo przesłać na duże odległości; - prosta realizacja izolacji galwanicznej; wady - ograniczona szybkość zmian zakodowanego sygnału analogowego; - przy większych rozdzielczościach wymagane są precyzyjne układy demodulujące

27 Wyjścia analogowe - wyjścia impulsowe 26/27