Разработка технического задания

Анализ задания на курсовое проектирование показывает, что по сути разрабатываемая система является шестиканальным цифровым вольтметром с тремя аналоговыми и тремя цифровыми входами, который дополнен системой сбора и накопления данных. Структурная схема такого прибора приведена на рис. 1.

Рис. 1. Структурная схема разрабатываемого прибора в первом приближении

Рассмотрим количественные характеристики проектируемой системы, следующие из задания на курсовой проект. Согласно рекомендациям к проекту, ширину спектра следует ограничить десятой гармоникой аналогового сигнала

.

Тогда для трёх мультиплексируемых аналоговых входа частота преобразования АЦП должна удовлетворять соотношению

(1)

Поскольку современные АЦП, интегрированные на одном кристалле с микроконтроллером, имеют минимальную частоту эффективного аналогово-цифровых преобразования , то соотношение (1) удовлетворяется с очень большим запасом. Заметим, что для микроконтроллеров ATmega фирмы Atmel (см. напр. [1]), которые будут использоваться в данной работе, большинство операций происходит за один такт процессора, частота которого , т.е. операции пересылки и ввода-вывода происходят за время, много меньшее времени преобразования АЦП, так что временем выполнения этих операций можно пренебречь. Куда существенней оказывается вклад, обусловленный конечным количеством отсчётов, требуемых для измерений. Будем производить в течение одного измерения выборки для накопления и последующего программного вычисления среднего значения измеряемого напряжения. Во-первых, это число больше 20-ти требуемых в задании отсчётов, во-вторых, деление числа на 32 сводится к сдвигу этого числа вправо на 5 бит, т.е. операция вычисления среднего значения сигнала по каждому из входов выполняется за 33 такта процессора - 32 сложения и 1 сдвиг вправо на 5 бит. Тогда частота, с которой производится аналогово-цифровых преобразования для получения среднего значения по всем 3-м аналоговым входам составит

.

Таким образом, пренебрегая временем вычисления средних значений по всем трём аналоговым входам и временем пересылок из регистров процессора в память, которое составляет примерно

,

получим для времени измерения трёх аналоговых сигналов

Интересное из раздела

Расчет спектральных и энергетических характеристик сигнала
В последнее десятилетие XX века произошла научно-техническая революция в области транспортной связи, в основе которой лежат два крупных достижения фунд ...

Использование специализированных микропроцессоров
Рассмотрим преимущества цифровой обработки сигналов (ЦОС) на сравнении аналоговых и цифровых фильтров. Цифровые фильтры всё чаще находят своё применение в м ...

Расчет усилителя постоянного тока
электромагнитная головка тип - ГЗМ-105 Диапазон частот - 31,5 - 18 кГц Величина выходного напряжения (на НЧ) - 0,7 мВ Величина выходног ...