www.amapro.cz & David Bazala [AmaPro]

Otevře webové stránky AmaPro


Otevře hlavní stránku společnosti AmaPro
Internetové stránky určené pro studenty středních a vysokých odborných škol.


amapro.cz/odkazy Projekt eliminuje vyhledávání klíčových slov na komerčních stránkách a v e-schopech.



Nový projekt AmaPro Vývoj A/D převodníku

METODA

CSM

CSM (Continuit Syntez Metod) je metoda postupného skládání funkčních bloků do většího funkčního celku. Této metody se využívá jak při návrhu elektrického zařízení, tak i při návrhu obvodového řešení integrovaných obvodů. Základem této metody jsou pohyblivé funkční bloky, které jsou dle požadavků na výslednou funkci pospojovány. Pro konstruktéra je nezbytně nutná znalost základních parametrů těchto funkčních bloků (byly popsány a AR 2/97´). CSM je postupné spojování funkčních bloků, kde nejdůležitějšími vodiči jsou právě ty spojovací, a jsou zpravidla označeny číselným kódem, kterým se prezentují v časových diagramech. Tyto vodiče jsou monitorovány osciloskopem nebo měřícími přístroji.



POŽADAVKY

CSM

Nyní si ukážeme využití CSM metody na příkladu blokového zapojení A/D převodníku. Na zálkadě funkčního požadavku si vytvoříme seznam potřebných funkčních bloků a posloupnost jejich návaznosti.

· Funkční požadavek A/D: definovat aktuální hodnotě analogového signálu digitální tvar signálu

· Vstupní parametry: stanovit analog. vstupní oblast, velikost digitální slabiky a kvalitu digitalizace

· Použité funkční bloky: omezovač, porovnávací člen, generátor, A-D čítač a jednosměrná I/O brána


FUNKCE

FB_CSM

U jakého koli IO nás bude zajímat pouze funkce a pracovní podmínky. Funkce je důsledek reakce výstupu na vstupu. Přičemž vstupy a výstupy můžou mít různé formy (zvuk, světlo, napětí, proud ..). Aby jsme se vyhli neodbornému termínu "černá skříňka", nahradíme je pojmem funkční blok. Funkční blok může představovat například: zesilovač, korektor, fotočidlo a podobně. Další výhodou funkčního bloku je jeho lepší manipulovatelnost při konstrukci většího elektrického obvodu. V článku metody hledání poruch, je idealním příkladem tvorby funkčních bloků. Vše slouží k držení své schopnosti orientace se v problému.

FB Název Metoda ID Zdroj FB Poznámka_______________________
Omezovač napětí CSM TP1_FB_010 dynamizátor
Porovnávací člen CSM TP1_FB_011 2 x analog. vstupy, 1x digit. výstup
Generátor CSM TP1_FB_0xx Zdroj obdélníkových pulsů
AD čítač CSM TP1_FB_012 s pilovitým analogově digit. výstupem
Jednosměrná I/O brána CSM TP1_FB_013 Držící HOLD



PROCESY

CSM

Popis posloupnosti funkčních dějů

· upravit a omezit vstupní analogový signál

· generovat obdélníkové impulsy CLOCK pro A-D čítač

· porovnat analogovou část A-D čítače s aktuálním stavem vstupního analogového signálu

· zjistit rovnost obou analogových položek a zapsat aktuální digitální kombinaci A-D čítače do paměti

· na základě požadavku předat informaci z paměti na externí sběrnici



BLOKOVÉ

SCHÉMA

CSM


CSM

KROK

1

Vstupující analogový signál je vždy před vlastní digitalizací upraven přes omezovač. Jeho úkolem je analogový signál upravit na předdigitalizační tvar. To znamená signál dostat do určitého napěťového pásma, které je ohraničeno maximem a minimem. Maximum úrovně analogového signálu pak představuje log[1111] na výstupu digitalizace a minimum je log[0000]. Vedlejším úkolem omezovače je upravit signál tak, aby byl lineárně (nebo logarit.) rozložen v požadovaném pásmu mezi body max a min.

CSM

KROK

2

Takto upravený signál je přiveden na vstup in1 analogové porovnávací jednotky. Na druhý vstup (in2) porovnávací jednotky je přiveden skokový (krokový) pilovitý signál z A-D čítače. Postupné krokování skoku v pile je řízeno z externího generátoru obdélníku (CLOCK). Generátor obdélníku generuje neustále obdélník nezávisle na čemkoli. Vlastní čítání skoku (o2) a ABCD výstupu od hodnoty Umin=0V (ABCD=[0000]) do Umax=třeba 5V (ABCD=[1111]) po skoku Ukrok=třeba 0,25V si řídí sám A-D čítač.

CSM

KROK

3

Jsou-li hodnoty in1 a in2 na vstupu porovnávací jednotky rovny, je vyhodnocen výstupní bit Y jako log1. Protože skutečná rychlost skokové pily je velmi rychlá, protíná analogový signál velmi často, a to s frekvencí nastavenou v generátoru (CLOCK). Obecně platí čím větší frekvence skokové pily, tím častější vzorkování, a tedy kvalitnější digitalizace. Kvalita digitalizace je přirozeně určena i počtem výstupních bitů.
CSM

KROK

4

Vraťme se ještě k vlastní digitalizaci signálu. Reakce porovnávací jednotky je výstupním bitem Y. Ten nás informuje svou log1 o tom, že analogový signál in1 má "přibližně" stejnou hodnotu jako pila sestavená z napěťových skoků (přírůstků) in2. V tuto dobu je nastavení 0 až 3 pinů odpovídající BCD kódu pro aktuální hodnotu analogového signálu. Ale generátor generuje obdélník dál a skoková pila neustále zvyšuje svou hodnotu a 0 až 3 piny se mění. Jak tedy zajistit platnost ABCD bitů? Pomůže nám k tomu jednosměrná I/O brána. Rovností in1 a in2 je nastaven výstupní bit Y=log1. Ten je využit jako bit pro zapsání (W) hodnoty pinu 0 až 3 do vnitřních paměťových buněk I/O brány. Zápis se provede jen v případě Y=log1, která je při rovnosti in1 a in2. V jiném případě je vstup ABCD I/O brány uzavřen (vysoká impedance). Dle požadavků připojených obvodů jsou digitalní data čtena z vnitřních buněk I/O brány za pomocí vstupu R (read). Při R=log1 je obsah vnitřních paměťových buněk překopírován na vnější 4-bitovou sběrnici.



ZÁVĚREM

CSM

Za dobré znalosti vnitřních zapojení uváděných funkčních bloků není problém uváděný A/D převodník navrhnout v obvodovém řešení vlastních pasivních a aktivních součástek. Metoda CSM se dá velmi dobře aplikovat i na jiná konstrukční řešení. Ačkoliv se jedná o počáteční teoretické úvahy, začíná zde základní principiální řešení, které je v praktickém konstrukčním řešení laděno k nejefektivnějšímu výsledku.

Otevře stránky Fulltextové vyhledávání na celém serveru
Digitalizované odborné knihy
Velká encyklopedie pojmů a zkratek
Česko - anglicko - německý technický slovník
Klasický katalog firem, služeb a stránek
OnLine překladač  vět a textů (nepoužívá Google)
Stránky pro chvíle oddechu od studia, relaxace
Katalog českých firem dle technologií
Internetový odkazník




 Wikipedie   Seznam stránek   Kapitoly témat   Významné servery   Klíčová slova 








Otevře hlavní stranu společnosti AmaPro

Všechna práva vyhrazena. Určeno jen pro osobní využití. Bez předchozího písemného souhlasu správce www.amapro.cz je zakázána jakákoli další publikace, přetištění nebo distribuce jakéhokoli materiálu nebo části materiálu zveřejněného na www.amapro.cz a to včetně šíření prostřednictvím elektronické pošty. Články, jejichž přímým autorem není amapro.cz lze publikovat pouze se souhlasem jejich majitelů či administrátoru příslušného webu.