Датчики и сенсоры онлайн журнал
Время, требуемое на преобразование напряжения в цифровое значение, определяется
максимальной частотой ПНЧ и необходимым уровнем разрешения. Как правило, ПНЧ
обладают сравнительно невысоким быстродействием по сравнению с АЦП
последовательного приближения, однако они подходят для совместной работы с
подавляющим большинством сенсоров. Когда ПНЧ используется в качестве АЦП, он
подключается к счетчику, тактируемому с заданной частотой отсчетов. к примеру, если
верхний предел частоты преобразователя равен 32 кГц, а счетчик включается 8 раз
в секунду, максимальное количество импульсов, посчитанных за один счетный
период, составит 4000, что приблизительно соответствует разрешающей способности
12-ти разрядного АЦП (см. таблицу 5.2). Используя ту же самую комбинацию
компонентов (ПНЧ и счетчик), можно реализовать интегрирующее устройство,
применяемое в случаях, когда необходимо проводить измерения внешних сигналов в
определенном интервале времени. ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() АЦП двойного интегрирования АЦП двойного интегрирования являются очень популярными преобразователями. Они используются практически во всех цифровых вольтметрах и других портативных устройствах, не требующих высокого быстродействия. АЦП данного типа выполняют косвенное преобразование входного напряжения. Сначала они преобразуют Vm в функцию от времени, которую затем при помощи счетчика импульсов конвертируют в цифровой код. Хотя АЦП двойного интегрирования и являются довольно медленными преобразователями, но благодаря своей простоте, невысокой стоимости, помехоустойчивости и сравнительно высокой разрешающей способности они часто применяются в случаях, где нет быстрых изменений внешних сигналов. ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Для получения достоверных данных входной сигнал не должен меняться в течение всего цикла преобразований. ![]() Улучшение разрешающей способности систем сбора данных В типовой системе сбора данных в состав ИС микроконтроллера часто входит АЦП, разрешающая способность того ограничивается, как правило, 8-мью, редко 10-тью разрядами. При более высоком разрешении, когда число разрядов достигает 12 и даже 14, либо стоимость устройства становится несоразмеримо большой, либо характеристики встроенного АЦП не удовлетворяют требованиям системы. На практике для большинства задач 8–10 разрядов бывает достаточно для корректного преобразования внешних воздействий. Существуют два метода улучшения разрешающей способности системы: использование АЦП двойного интегрирования, чья разрешающая способность ограничивается только скоростью счета и быстродействием компаратора (не рекомендуется путать разрешение с точностью), и применение АЦП (к примеру, последовательного приближения) совместно с устройством расширения разрешающей способности, дающего возможность повысить разрешение на несколько разрядов (к примеру, с 8 до 12). ![]() ![]() ![]() ![]() АЦП последовательного приближения АЦП такого типа обладают высоким быстродействием (их пропускная способность может составлять до 1 МГц) и хорошей разрешающей способностью (до 16 разрядов). Они выпускаются в виде ИС и широко используются со многими типами сенсоров. Их время преобразования постоянно и не зависит от входного сигнала. Все преобразования уникальны, поскольку внутренние логические схемы и регистры обнуляются после каждого из них, что делает АЦП последовательного приближения пригодными для многоканального мультиплексирования. АЦП, отображенный на рис. 5.29А, состоит из прецизионного компаратора напряжений; модуля, включающего в себя сдвиговые регистры и логический блок управления; и цифро-аналогового преобразователя (ЦАП), выполняющего роль цепи ОС, связывающей цифровые выходы со входом аналогового компаратора. ![]() ![]() ![]() . Список тем Назад Вперед
Информация исключительно в
ознакомительных целях. При использовании
материалов этого сайта ссылка
обязательна.Правообладатели статей являются их
правообладателями. |
По вопросам размещения статей пишите на email: datchikisensor@yandex.ru
|
Преобразователи напряжение-частота
На базе преобразователей напряжение-частота (ПНЧ) могут быть построены интегрирующие АЦП, обеспечивающие относительно высокую точность преобразования при низкой стоимости. Существует несколько видов ПНЧ. Наибольшее применение нашли ПНЧ с заданной длительностью выходного импульса. Структурная схема такого ПНЧ приведена на рис. 17. По этой схеме построена ИМС VFC-32 (отечественный аналог – 1108ПП1).
Работает ПНЧ
следующим образом. Под действием
положительного входного сигнала Uвх напряжение Uи на выходе интегратора И уменьшается.
При этом ключ S разомкнут. Когда напряжение Uи уменьшится до нуля, компаратор К переключается, запуская тем самым
одновибратор. Одновибратор формирует
импульс стабильной длительности Ти,
который управляет ключем. Последовательность
этих импульсов является выходным
сигналом ПНЧ. Ключ замыкается и ток Iоп в течение Ти поступает на вход интегратора, вызывая
увеличение выходного напряжения
интегратора. Далее описанный процесс
снова повторяется.
Импульсы тока Iоп уравновешивают ток, вызываемый входным напряжением Uвх. В установившемся режиме
.
Отсюда следует
, (14)
где Uвх.ср – среднее значение входного напряжения
за период Т.
Выражение (14) показывает, что точность
преобразования определяется точностью
установки опорного тока Iоп,
точностью выдержки длительности импульса
одновибратора Ти,
а также точностью резистора R. Емкость конденсатора интегратора не
оказывает влияния на частоту ПНЧ.
Таким образом, по существу ПНЧ преобразует входное напряжение в унитарный код. Для его преобразования в двоичный позиционный можно использовать счетчик. Схема интегрирующего АЦП на базе ПНЧ приведена на рис. 18. Двоичный счетчик подсчитывает число импульсов, поступивших от ПНЧ за период Тотсч=1/fотсч, задаваемый отсчетными импульсами, которыми содержимое счетчика заносится в выходной регистр-защелку. Вслед за этим происходит обнуление счетчика. Число импульсов n, подсчитанных счетчиком за время Тотсч,
.
Здесь Uвх.ср – среднее значение входного напряжения за весь период Тотсч.
Можно
заметно повысить точность ПНЧ, если
вместо одновибратора включить тактируемый
импульсами стабильной частоты D-триггер.
Несложно убедиться (см. рис. 16), что в
этом случае ПНЧ превращается в однобитный
сигма-дельта модулятор.
Важную часть аналого-цифрового преобразователя составляет цифровой интерфейс, т.е. схемы, обеспечивающие связь АЦП с приемниками цифровых сигналов. Структура цифрового интерфейса определяет способ подключения АЦП к приемнику выходного кода, например, микропроцессору, микроконтроллеру или цифровому процессору сигналов. Свойства цифрового интерфейса непосредственно влияют на уровень верхней границы частоты преобразования АЦП.
Наиболее часто применяют способ связи АЦП с процессором, при котором АЦП является для процессора как бы одной из ячеек памяти. При этом АЦП имеет необходимое число адресных входов, дешифратор адреса и подключается непосредственно к адресной шине и шине данных процессора. Для этого он обязательно должен иметь выходные каскады с тремя состояниями.
Другое
требование совместной работы АЦП с
микропроцессорами, называемое программным
сопряжением, является общим для любых
систем, в которые входят ЭВМ и АЦП.
Имеется несколько способов программного
сопряжения АЦП с процессорами. Рассмотрим
основные.
Проверка сигнала преобразования. Этот способ состоит в том, что команда начала преобразования “Пуск” периодически подается на АЦП от таймера. Процессор находится в цикле ожидания от АЦП сигнала окончания преобразования “Готов”, после которого выходит из цикла, считывает данные с АЦП и в соответствии с ними приступает либо к следующему преобразованию, либо к выполнению основной программы, а затем вновь входит в цикл ожидания. Здесь АЦП выступает в роли ведущего устройства (master), а процессор – ведомого (slave). Этот способ почти не требует дополнительной аппаратуры, но пригоден только в системах, где процессор не слишком загружен, т.е. длительность обработки данных от АЦП меньше времени преобразования АЦП. Указанный способ позволяет максимально использовать производительность АЦП.
Если
длительность обработки данных от АЦП
составляет заметно больше времени
преобразования АЦП, можно использовать
вариант этого способа, отличающийся
тем, что сигнал “Пуск” поступает
от процессора. Процессор выполняет
основную программу обработки данных,
а затем считывает данные с АЦП и вновь
запускает его. В этом случае процессор
выступает в роли ведущего устройства,
а АЦП – ведомого.
Простое прерывание. Выдав команду “Пуск”, процессор продолжает работу по основной программе. После окончания преобразования формируется сигнал прерывания, который прерывает в процессоре вычисления и включает процедуру поиска периферийного прибора, пославшего сигнал прерывания. Эта процедура состоит в переборе всех периферийных устройств до тех пор, пока не будет найден нужный. Преимущество этого способа по сравнению с предыдущим проявляется в большем числе преобразований за одно и то же время, если используемый АЦП работает медленно. Если же АЦП быстродействующий, то этот способ работы может оказаться даже медленнее предыдущего, так как на обработку прерывания требуется значительное время.
Векторное
прерывание.
Этот способ отличается от предыдущего
тем, что вместе с сигналом прерывания
посылается и адрес программы обращения
к данному АЦП. Следовательно, не нужно
перебирать все периферийные приборы.
Прямой доступ к памяти. Здесь также используется прерывание, но в отличие от предыдущих двух способов, управление по системе прерывания передается на специальный интерфейс, который и производит перезапись данных преобразования в память, минуя регистры процессора. Это позволяет сократить длительность прерывания до одного такта. Номера ячеек памяти хранятся адресном регистре интерфейса. Для этой цели выпускаются ИМС контроллеров прямого доступа к памяти.
В
зависимости от способа пересылки
выходного слова из АЦП в цифровой
приемник различают преобразователи с последовательным
и параллельным интерфейсами выходных
данных. Последовательный интерфейс
медленнее параллельного, однако он
позволяет осуществить связь с цифровым
приемником значительно меньшим
количеством линий и в несколько раз
сократить число выводов ИМС. Поэтому
обычно параллельный интерфейс используется
в параллельных и последовательно-параллельных
АЦП, а последовательный – в интегрирующих. В АЦП последовательного приближения
применяются как параллельный (например,
1108ПВ2), так и последовательный (например,
АD7893) интерфейсы. Некоторые АЦП
последовательного приближения (например,
AD7892) имеют интерфейс обоих типов.
АЦП с параллельным интерфейсом выходных данных. В простейших случаях, характерных для параллельных АЦП и преобразователей ранних моделей, интерфейс осуществляется с помощью N-разрядного регистра хранения, имеющего три состояния выхода. Здесь N – разрядность АЦП. На рис. 20 представлена функциональная схема такого АЦП и временные диаграммы работы интерфейса.
На
нарастающем фронте сигнала “Пуск”
УВХ преобразователя переходит в режим
хранения и инициируется процесс
преобразования. Когда преобразование
завершено, на выходную линию “Готов”
выводится импульс, что указывает на то,
что в выходном регистре АЦП находится
новый результат. Сигналы “CS” (выбор
кристалла) и “RD” (Чтение) управляют
выводом данных для передачи приемнику.
Для того, чтобы упростить связь многоразрядного (N>8) АЦП с 8-разрядным микропроцессором или микроконтроллером в некоторых ИМС (например, МАХ167) реализована побайтовая выдача выходного слова. Если сигнал HВEN, управляющий режимом вывода, имеет низкий уровень, то старшие биты выходного слова поступают на соответствующие им выводы (для 12-разрядного АЦП на выводы DO8…DO11). В противном случае они подаются на выводы, соответствующие младшему байту (для 12-разрядного АЦП на выводы DO0…DO3).
АЦП с последовательным интерфейсом выходных данных. В АЦП последовательного приближения, оснащенных простейшей цифровой частью, таких как 12-битный МАХ176 или 14-битный МАХ121 выходная величина может быть считана в виде последовательного кода прямо с компаратора или регистра последовательного приближения (РПП), как это указано в п. 4.1. На рис. 21 представлена функциональная схема такого интерфейса (а) и временные диаграммы его работы (б).
Здесь
приведена схема, реализующая SPI-интерфейс. Процессор является ведущим (master). Он
инициирует начало процесса преобразования
подачей среза на вход “Пуск” АЦП.
С тактового выхода процессора на
синхровход АЦП поступает последовательность
тактовых импульсов. Начиная со второго
такта после пуска на выходе данных АЦП
формируется последовательный код
выходного слова старшими битами вперед.
Этот сигнал поступает на MISO (master – input, slave – output) вход процессора.
Простейший
интерфейс обеспечивает наименьшее
время цикла “преобразование – передача
данных”. Однако он обладает двумя
существенными недостатками. Во-первых,
переключение выходных каскадов АЦП во
время преобразования привносит импульсную
помеху в аналоговую часть преобразователя,
что вызывает уменьшение соотношение
сигнал/шум (например, для АЦП AD7893
среднеквадратическое значение шума
при передаче данных во время преобразования
почти в три раза больше, чем при считывании
данных после преобразования). Во-вторых,
если АЦП имеет большое время преобразования,
то процессор будет занят приемом
информации от него существенную часть
вычислительного цикла. По этим причинам
современные модели АЦП с последовательной
передачей выходных данных оснащаются
выходным сдвиговым регистром, в который
загружается результат преобразования
из РПП. Временные диаграммы такого
интерфейса приведены на рис. 22.
По заднему фронту сигнала “Пуск” УВХ переходит в режим хранения и начинается преобразование. При этом на соответствующем выводе АЦП выставляется сигнал “Занят”. По окончании преобразования начинается передача данных. Процессор подает на синхровход АЦП последовательность синхроимпульсов CLK. Если 8<N <=16, то число синхроимпульсов обычно составляет 16. При N<16 вначале вместо отсутствующих старших битов передаются нули, а затем выходное слово старшими битами вперед. До и после передачи данных выходная линия АЦП находится в высокоимпедансном состоянии.
Увеличение
длительности цикла “преобразование
– передача данных” по сравнению с
простейшим интерфейсом обычно
несущественно, так как синхроимпульсы
могут иметь большую частоту. Например,
для 12-разрядного АЦП последовательного
приближения AD7896 минимальный интервал
между отсчетами составляет 10 мкс. Из
них последовательное чтение данных
занимает только 1,6 мкс при частоте
синхросигнала 10 МГц.
Последовательный интерфейс сигма-дельта АЦП с процессорами аппаратно реализуется очень просто. Например, для связи 24-разрядного трехканального АЦП AD7714 с микроконтроллером 80С51 в простейшем случае требуется всего две линии (рис. 23).
АЦП
управляется при помощи нескольких
внутренних регистров. Это: регистр
обмена, регистр режима, два регистра
фильтра, три регистра калибровки нуля
шкалы, три регистра калибровки полной
шкалы и регистр данных. Данные в эти
регистры записываются через последовательный
интерфейс; этот же интерфейс позволяет
также считывать данные из указанных
регистров. Любое обращение к любому
регистру должно начинаться с операции
записи в регистр обмена. После включения
питания или сброса АЦП ожидает записи
в регистр обмена. Данные, записываемые
в этот регистр, определяют тип следующей
операции (чтение или запись), а также к
какому регистру будет идти обращение.
Программа взаимодействия микроконтроллера
с АЦП включает следующую последовательность
операций:
Запись в регистр обмена: задается входной канал.
Запись в верхний регистр фильтра: устанавливаются 4 старших бита слова фильтра, а также устанавливается биполярный/униполярный режим и длина выходного слова.
Запись в нижний регистр фильтра: устанавливаются 8 младших битов слова фильтра.
Запись в регистр режима: устанавливается коэффициент усиления, инициируется автокалибровка.
Опрашивается сигнал, указывающий на наличие в регистре данных нового результата преобразования.
Чтение результата из регистра данных.
Циклический повтор действий 5 и 6, пока не будет считано заданное число отсчетов.
Mon Определение и значение — Merriam-Webster
1 из 5
ˈmänдиалектный в основном британский вариант мужчина
пн
2 из 5денежный
пн
3 из 5 ˈмон1
: представитель доминирующего коренного народа района Пегу, Мьянма (Бирма)
2
: мон-кхмерский язык народа мон
мон 9000 3 4 из 5
понедельник
пн-
5 из 51
: один : одиночный : одиночный моно самолет моно драма2
а : содержащие один (обычно указанный) атом, радикал или группу моно гидрокси б : мономолекулярный моно слойИстория слов
Этимология
Комбинированная форма
Греческий, от monos один, одиночный — больше у монаха
Первое известное употребление
Существительное
1798, в значении, определенном в смысле 1
Путешественник во времени
Первое известное использование пн был в 1798 г.
Посмотреть другие слова того же года Момус
пн
пн-
Посмотреть другие записи поблизостиПроцитировать эту запись0003
«Пн.» Словарь Merriam-Webster.com , Merriam-Webster, https://www.merriam-webster.com/dictionary/mon. Доступ 26 мая. 2023.
Копия цитированияДетское определение
пн-
комбинированная форма1
: один : одинарный : один моно тон2
: один атом или группа мон оксидЭтимология
Комбинированная форма
производное от греческого monos “один, одинокий”
Еще от Merriam-Webster на
mon Britannica. com: Энциклопедическая статья о mon
Подпишитесь на крупнейший словарь Америки и получите тысячи дополнительных определений и расширенный поиск без рекламы!
Merriam-Webster без сокращенийМожете ли вы решить 4 слова сразу?
Можете ли вы решить 4 слова сразу?
разумный
См. Определения и примеры »
Получайте ежедневно по электронной почте Слово дня!
Пн Определение и значение | Dictionary.com
- Основные определения
- Викторина
- Примеры
- Британский
Показывает уровень сложности слова.
[ мес ]
/ мɒн /
Сохранить это слово!Показывает уровень сложности слова.
существительное шотландец. и Северной Англии.
ВИКТОРИНА
МОЖЕТЕ ЛИ ВЫ ОТВЕЧАТЬ НА ЭТИ ОБЫЧНЫЕ ГРАММАТИЧЕСКИЕ СПОРЫ?
Есть споры о грамматике, которые никогда не утихают; и те, которые выделены в вопросах этой викторины, наверняка снова всех разозлят. Знаете ли вы, как отвечать на вопросы, которые вызывают самые ожесточенные споры по грамматике?
Вопрос 1 из 7
Какое предложение верно?
Слова рядом mon
Momoyama, Mompós, mompreneur, mom test, Momus, mon, Mona, Monacan, monacetin, monachal, monachism
Другие определения слова mon (2 из 5)
Mon
[mohn]
/ moʊn /
существительное
австроазиатский язык, используемый в основном в Мьянме (Бирма) в окрестностях Моулмейна.
Другие определения мон (3 из 5)
вариант моно- перед гласной: монацид.
Другие определения для мон (4 из 5)
аббревиатура
монастырь.
денежный.
Другие определения для mon (5 из 5)
аббревиатура
Понедельник.
Монсеньор.
Dictionary.com Полный текст На основе Random House Unabridged Dictionary, © Random House, Inc. 2023
Как использовать mon в предложении
Пожалуйста, верните iPhone в наш офис с 22:00 до 14:00 с понедельника по пятницу.
Самая большая проблема Uber — не завышенные цены. Что, если это сексуальные домогательства со стороны водителей?|Оливия Нуцци|28 марта 2014 г.|DAILY BEAST
Я сказал: «Да, мон». А потом они организовали команду Ямайки на собачьих упряжках и хотели отправить нас за границу для участия в гонках.
Ямайка, у нас есть собачья упряжка|Аллен Сент-Джон|25 марта 2014|DAILY BEAST
И одно из них — любовное письмо «Мону Рэймонду», моему Рэймонду, который на самом деле Николя.
Стрелок с улицы Миромениль|Кристофер Дики|23 декабря 2013|DAILY BEAST
Французская полиция провела обыск в офисе Closer mon во вторник, пытаясь найти этого человека.
Вероломный Альбион!|Том Сайкс|21 сентября 2012 г.|DAILY BEAST
«Mon pauvre petit, вы проголодались», — сказал Аристид, неся его к машине, раскачиваемой грохочущим двигателем.
Веселые приключения Аристида Пужоля|Уильям Дж. Локк
— Увы, mon bon Monsieur, дела идут все хуже и хуже, — вздохнул старик.