Разрядность выходных данных. Лекция 10

Содержание

Слайд 2

АЦП Разрядность выходных данных Соотношение сигнал/шум (S/N) SN = N ×

АЦП

Разрядность выходных данных
Соотношение сигнал/шум (S/N) SN = N × 6 +

3,5 (дБ) N – число двоичных разрядов
Время получения на выходе следующего отсчета цифрового сигнала
Слайд 3

АЦП. ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ АЦП Высокое быстродействие Обычно параллельные АЦП имеют разрешение (разрядность)

АЦП. ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ АЦП

Высокое быстродействие
Обычно параллельные АЦП имеют разрешение (разрядность) 8-10 разрядов
Используется

массив компараторов, каждый из которых сравнивает входное напряжение с индивидуальным опорным напряжением
Такое опорное напряжение формируется на встроенном прецизионном резистивном делителе
Слайд 4

АЦП ADC0804

АЦП ADC0804

Слайд 5

АЦП ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ПРИБЛИЖЕНИЯ (AVR) разрешение 12, 14 или 16 разрядов низкая цена низкое энергопотребление

АЦП ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ПРИБЛИЖЕНИЯ (AVR)

разрешение 12, 14 или 16 разрядов
низкая цена
низкое энергопотребление

Слайд 6

АЦП Разрешающая способность (разрешение, разрядность) – способность АЦП различать два значения

АЦП

Разрешающая способность (разрешение, разрядность)  – способность АЦП различать два значения входного сигнала


Определяется как величина обратная максимальному числу кодовых комбинаций на выходе АЦП.
У AVR: 210 = 1024 (Разрешающая способность 1/1024)  
Источник опорного напряжения (ИОН)
AVR в качестве ИОНа могут использовать напряжение питания, внутренний опорный источник на 2,56 В и напряжение на выводе AREF (внешний ИОН)
Слайд 7

Абсолютная точность – отклонение реального преобразования от идеального Это составной результат

Абсолютная точность – отклонение реального преобразования от идеального
Это составной результат нескольких

погрешностей АЦП
Выражается в количестве младших значащих разрядов (LSB - least significant bit) АЦП
Для AVRа абсолютная погрешность АЦП  =  ±2LSB
Предельная частота дискретизации определяет быстродействие АЦП (измеряется в Гц или SPS – samples per second)
Для AVR эта величина равна 15 kSPS (килосемплов в секунду)
Слайд 8

Теорема Котельникова (теорема Найквиста-Шеннона): аналоговый сигнал, имеющий ограниченный спектр, может быть

Теорема Котельникова (теорема Найквиста-Шеннона): аналоговый сигнал, имеющий ограниченный спектр, может

быть восстановлен однозначно и без потерь по своим дискретным отсчётам, если частота выборки (дискретизации) превышает максимальную частоту спектра сигнала более чем в 2 раза
Пример: если нужно оцифровать аналоговый сигнал с полосой спектра 0 - 7 КГц, то в идеальном случае частота дискретизации должна быть > 14 КГц.
Слайд 9

Слайд 10

MEGA16

MEGA16

Слайд 11

MEGA328

MEGA328

Слайд 12

Слайд 13

interrupt [ADC_INT] void adc_isr(void) { ADC_result=ADCH; } // Port C initialization

interrupt [ADC_INT] void adc_isr(void)
{
ADC_result=ADCH;
}
// Port C initialization (порт АЦП)
//

Func6-0=In
// State6-0=T
PORTC=0b0000000;
DDRC=0b0000000;
Слайд 14

DIDR0=0x00; // digital input (возможность читать PIN) enabled ADMUX |= ((0

DIDR0=0x00; // digital input (возможность читать PIN) enabled
ADMUX |= ((0<

(1<//АЦП разрешается работать установкой ADEN
ADCSRA |= ((1< // в Datasheet ATMega 328P есть ошибка на стр. 264. если все ADPS0-2 равны 0 (строка 1), или ADPS0=1 (строка 2), то табл. 23-5 не верна, в этом случае АЦП не запускается. Для работы АЦП выбирать делитель с третьей по последнюю строку!!!!
ADCSRB |= ((0<будет работать?
#asm("sei") // Global enable interrupts
будет работать?
ADCSRA |= (1<
Слайд 15

ADC_result=ADCH; Основная программа Инициализация портов Инициализация АЦП Разрешение прерываний Бесконечный цикл

ADC_result=ADCH;
Основная программа    Инициализация портов    Инициализация АЦП    Разрешение прерываний    Бесконечный цикл    {   

выполнить действие    запустить АЦП (*) }   Обработчик прерывания АЦП      Считать напряжение на входе АЦП      Определить в какой диапазон оно попадает      Записать номер кнопки в буфер
Запустить АЦП (*)
Слайд 16

ПРОСТОЙ ЦАП Конденсатор и RC цепочка http://easyelectronics.ru/kondensator-i-rc-cepochka.html

ПРОСТОЙ ЦАП
Конденсатор и RC цепочка
http://easyelectronics.ru/kondensator-i-rc-cepochka.html

Слайд 17

Слайд 18

СИГНАЛЫ НА ВЫХОДЕ, 20/24 BIT

СИГНАЛЫ НА ВЫХОДЕ, 20/24 BIT

Слайд 19

ЦАП В ТЕХНИКЕ Однобитные ЦАП (однобитные DeltaSigma) Резистивная матрица (R-2R)

ЦАП В ТЕХНИКЕ

Однобитные ЦАП (однобитные DeltaSigma)
Резистивная матрица (R-2R)

Слайд 20

Uвых=Uпит * (B7 * 1/2 + B6 * 1/4 + B5

Uвых=Uпит * (B7 * 1/2 + B6 * 1/4 + B5

*1/8+ B4*1/16+B3*1/32+B2*1/64+B1*1/128+B0*1/256)
Разрядность 8 бит, шаг 20мВ/5В
Слайд 21

Слайд 22

Слайд 23

ADC_result=ADCH; Основная программа Инициализация портов Инициализация АЦП Разрешение прерываний Бесконечный цикл

ADC_result=ADCH;
Основная программа    Инициализация портов    Инициализация АЦП    Разрешение прерываний    Бесконечный цикл    {   

выполнить действие    запустить АЦП (*) }   Обработчик прерывания АЦП      Считать напряжение на входе АЦП      Определить в какой диапазон оно попадает      Записать номер кнопки в буфер
Запустить АЦП (*)