Введение
В последние годы сформировалось совершенно новое направление в метрологии и измерительной технике – компьютерно-измерительные системы (КИС), и их разновидность, или направление развития – виртуальные (виртуальный – кажущийся) измерительные приборы (проще, виртуальные приборы). Компьютерно-измерительная система обязательно включает в себя компьютер, работающий в режиме реального масштаба времени или, как теперь принято говорить, в режиме on-line.
В настоящее время персональные компьютеры используют не только как вычислительные средства, но и как универсальные измерительные приборы. КИС на основе персонального компьютера заменяют стандартные измерительные приборы (вольтметры, осциллографы, анализаторы спектра, генераторы и пр.) системой виртуальных приборов. Причем ряд этих приборов может быть активизирован на одном персональном компьютере одновременно.
К отличительным особенностям КИС по сравнению с микропроцессорными приборами относятся:
- обширный фонд стандартных прикладных компьютерных программ, доступных для оператора, позволяющий решать широкий круг прикладных задач измерений (исследование и обработка сигналов, сбор данных с датчиков и т.д.);
- возможность оперативной передачи данных исследований и измерений по локальным и глобальным компьютерным сетям;
- возможность использования внутренней и внешней памяти большой ёмкости, а также составления компьютерных программ для решения конкретных измерительных задач;
- возможность оперативного использования различных устройств документирования результатов измерений.
В данном ДП 230101.08.73.11 ПЗ продемонстрирован пример такой КИС, реализующейся через USB порт, и преобразующая аналоговые входные сигналы в цифровые данные для виртуальных измерительных приборов: цифрового вольтметра, осциллографа, регистратора медленно изменяющихся процессов с записью информации в дисковый файл. Приставка не требует отдельного источника питания, получая его от порта USB, а малое число элементов позволило сделать её очень компактной.
1. Общий принцип работы АЦП
Современная тенденция развития аналого-цифровых преобразователей (АЦП) состоит в увеличении скоростей и разрешающих способностей обработки сигналов при уменьшении уровня потребляемой мощности и напряжения питания. Современные преобразователи данных в основном работают на напряжениях питания ±5В (двуполярный источник питания), +5В или +3В (однополярный источник питания) [1].
В действительности, число устройств с напряжением питания +3В быстро увеличивается вследствие появления для них большого числа новых рынков сбыта, таких как цифровые камеры, видеокамеры и телефоны сотовой связи. Эта тенденция создала множество проектных и конструкторских проблем, которым не придавалось значения в разработках более ранних преобразователей, использовавших стандартное напряжение питания ±15В и диапазон изменения входных сигналов ±10В. Более низкие напряжения питания подразумевают меньшие диапазоны входных напряжений и, следовательно, большую чувствительность к разного вида помехам: шумам от источников питания, некачественным опорным и цифровым сигналам, электромагнитным воздействиям и радиопомехам (EMI/RFI) и, возможно наиболее важный момент — к некачественным методам развязки, заземления и размещения компонентов на печатной плате. В АЦП с однополярным источником питания диапазон изменения входных сигналов обычно отсчитывается вне связи с «землей». При этом проблема заключается в поиске совместимых усилителей с однополярным питанием для нормализации сигнала на входе АЦП и в осуществлении необходимого сдвига входного сигнала относительно «земли» в приложениях с непосредственной связью. В настоящее время доступны компоненты, которые обладают чрезвычайно высокими разрешающими способностями при низких напряжениях питания и малой потребляемой мощности.
Заключение
В данном ДП 230101.08.73.11 ПЗ рассматривается пример КИС имеющий интерфейс USB. Интерфейс USB выбран неслучайно, так как это наиболее распространенный порт на современных платформах, также USB-порт выбран из-за большой скорости передачи данных. Современные платформы имеют от 2 до 6 USB-розеток. Для реализации USB-интерфейса была выбрана микросхема FT232BM, которая полностью реализует USB-интерфейс, хотя это довольно сложный интерфейс и его реализация до недавнего времени была очень сложна.
Большинство фирм-производителей изготавливают подобные КИС с использованием программируемых контроллеров, однако в данном курсовом проекте была использована АЦП микросхема AD7495AR, которая заметно увеличила быстродействие схемы.
В дальнейшем для увеличения диапазона исследуемых сигналов планируется установить аттенюатор (делитель напряжения), что позволит исследовать сигналы большей амплитуды.
Список информационных источников
1 Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы: учебник для вузов. – М.; Радио и связь, 1986г.
2 Гук М. Интерфейсы ПК: справочник – СПб Питер Ком, 1999г
3 Нефедов В.И. Электрорадиоизмерения: учебник для вузов. – М.; Просвещение, 2004г.
4 Журнал Радио № 5 2005 г.
5 Электронный ресурс Интернет – магазин «Chipinfo». Раздел «Продукция» www.chipinfo.ru/vstock/catalog.html
6 Электронный ресурс Интернет - сайт www.analog.com/UploadedFiles/Data_Sheets/256945590AD7475_95_a.pdf
7 Электронный ресурс Интернет сайт www.analog.com
8 Электронный ресурс Интернет сайт HTTP://www.ftdichip.com/drivers/FT232-FT245Drivers.htm
9 Электронный ресурс Интернет - магазин http://www.compitech.ru/html.cgi/arhiv_s/00_01/stat_47.htm
10 Электронный ресурс Интернет - магазин ЗАО «Руднев - Шиляев» http://www.rudshel.ru/production/data_acquisition_boards/external_devices/la-2usb-12-14.html
11 Электронный ресурс Интернет - магазин «Конкурент» http://www.konkurentov.net/altium_limited_p_cad_2006__6l_68/ Электронный ресурс Журнал «Радио» http://www.radio.ru Раздел «Архив» http://www.radio.ru/pub/2005/05/usbadc.zip
12 эффективность
скачать диплом бесплатно http://www.kurs.ucoz.ru/load/21-1-0-1287
| 
