Передающее устройство систем телеизмерения
рмации;
nч – количество частотных позиций;
nв – количество посылок.
По формуле (5.6) находим относительную скорость передачи:
Rf = 7/(7*3) =0.3(3).
Принимая nв = 2 и используем те же формулы.
Для преобразования шестиразрядного ДК в НС – код , у которого nв=2 ,
mч=2 количество необходимых комбинаций будет равно:
Nком ( 23 + 24 = 24.
При nч = 8 Nком = 28, поэтому используем 8 частотных позиций.
По формуле (5.6) находим относительную скорость передачи:
Rf = 7/(8*2) =0.43.
На основании вышеприведённых расчётов делаем вывод, что НС – код с
параметрами nв = 2 , mч = 2 обеспечивает большую скорость передачи при
небольшом затрате аппаратных ресурсов.
5.2 Выбор комбинаций НС – кода
На основании вышеприведённых расчётов используем для передачи 8
частотных позиций, то возможно получение 28 комбинаций (Таблица 5.1)
Таблица 5.1
|1-2 |1-3 |1-4 |1-5 |1-6 |1-7 |1-8 |
|2-3 |2-4 |2-5 |2-6 |2-7 |2-8 |
|3-4 |3-5 |3-6 |3-7 |3-8 |
|4-5 |4-6 |4-7 |4-8 |
|5-6 |5-7 |5-8 |
|6-7 |6-8 |
|7-8 |
Для построения кодовых комбинаций 1 – ой посылки нужно использовать 16
комбинаций частот, а для 2-ой посылки 8 комбинаций частот.
По расчётам проведённым ранее необходимо использовать восемь частот, а
следовательно, для равномерного использования всех частот каждая частота
для первой посылки должна использоваться четыре раза, а для второй два
раза. Выбор частотных комбинаций следует производить при помощи карты
Карно, потому что использование карт Карно позволит значительно
оптимизировать представлении каждой кодовой комбинации для построения
логического узла.
5.2.1 1 –я посылка
Частота 1 и 2
|1 |1 |2 |2 |
|1 |1 |2 |2 |
| | | | |
| | | | |
Частота 3 и 4
| | | | |
| | | | |
|3 |3 |4 |4 |
|3 |3 |4 |4 |
Частота 5 и 6
| | | | |
|6 |5 |5 |6 |
|6 |5 |5 |6 |
| | | | |
Частота 7 и 8
|8 |7 |7 |8 |
| | | | |
| | | | |
|8 |7 |7 |8 |
Исходя из данных по картам Карно получаем функции для частот
приведённые в таблице 5.2.1.1.
Таблица 5.2.1.1
|Частоты |Функции |
|1 |[pic] |
|2 |[pic] |
|3 |[pic] |
|4 |[pic] |
|5 |[pic] |
|6 |[pic] |
|7 |[pic] |
|8 |[pic] |
Исходя из выше приведенных функций получаем комбинации частот
для первой посылки приведенные в таблице 5.2.1.2:
таблице 5.2.1.2
|код |000|000|001|001|010|010|011|011|100|100|101|101|110|110|111|111|
| |0 |1 |0 |1 |0 |1 |0 |1 |0 |1 |0 |1 |0 |1 |0 |1 |
|част.|1-8|2-8|1-7|2-7|3-8|4-8|3-7|4-7|1-6|2-6|1-5|2-5|3-6|4-6|3-5|4-5|
5.2.2 2-ая посылка
Частота 1 и 2
|1 |1 | | |
|2 |2 | | |
Частота 3 и 4
|3 |4 | | |
|3 |4 | | |
Частота 5 и 6
| | |5 |5 |
| | |6 |6 |
Частота 7 и 8
| | |7 |8 |
| | |7 |8 |
Аналогично определяем комбинации и для второй посылки.
Получаем следующие функции (таблица 5.2.2.1).
Таблица 5.2.2.1
|Частоты |Функции |
|1 |[pic] |
|2 |[pic] |
|3 |[pic] |
|4 |[pic] |
|5 |[pic] |
|6 |[pic] |
|7 |[pic] |
|8 |[pic] |
Конечные значения кодовых комбинаций для второй посылки
приведены в таблице 5.2.2.2.
таблице 5.2.1.2
|код |000 |001 |010 |011 |100 |101 |110 |111 |
|част. |1-3 |5-8 |1-4 |5-7 |2-3 |6-8 |2-4 |6-7 |
5.3 Выбор АЦП
Так как разрядность кода равна 7, то для удобства использования и
простоты подключения выбираем микросхему КР572ПВ3. Микросхема представляет
собой восьмиразрядный АЦП последовательных приближений, предназначенный для
ввода аналоговой информации в микропроцессоры, микроЭВМ и другие устройства
вычислительной техники и обеспечивает следующие режимы: сопряжения,
статической памяти и с произвольной выборкой. Условное обозначение
приведено на рисунке 5.3.1
[pic]
Рисунок 5.3.1
В данной схеме АЦП будет работать в режиме статической памяти. На
рисунке 5.3.2 изображена временная диаграмма работы АЦП в этом режиме, а в
таблице 5.3 указаны состояния выходов АЦП и текущее функциональное
состояние АЦП в зависимости от комбинации сигналов на входе.
Рисунок 5.3.2
Таблица 5.3
|CS |RD |BUSY |DB7—DB0 |Функциональное состояние АЦП |
|L |H |H |Z |Начало преобразования |
|L |? |H |Z –данные |Считывание данных |
|L |? |H |Данные -- Z |Сброс |
|H |X |X |Z |Отсутствие выборки |
|L |H |L |Z |Преобразование |
|L |? |L |Z |Преобразование |
|L |? |L |Z |Запрещено |
Основные параметры АЦП:
|Входное напряжение(максимальное) |10В |
|Номинальное напряжение питания (вывод 1) |5В |
|Ток потребления по входу (по выводу 1) |4мА |
|Опорное напряжение (вывод 2) |- 10B |
|Выходное напряжение низкого уровня |<0,8B |
|Выходное напряжение высокого уровня |>4B |
|Частота внутреннего тактового генератора |0,4..1,5Мгц |
|Время преобразования |<7,5мкс |
|Входное сопротивление по выводам 3, 4 |6..30кОм |
5.4 Расчёт делителя напряжения
Блок делителя напряжения предназначен для согласования уровня входного
сигнала с входом АЦП. Так как разрядность АЦП равна 8 и максимальное
значение входного напряжения равно 10В, а измеряемое напряжение не
превышает 15В, то входной блок должен обеспечивать деление напряжения на 6.
Этот узел можно реализовать при помощи простого делителя напряжения на
резисторах (см. рис. 5.4).
Коэффициент деления этой схемы определяется формулой (5.7), при этом
необходимо учитывать, что бы значения сопротивлений резисторов в делителе
напряжения были раз в 5 меньше входного сопротивления АЦП.
[pic] (5.7)
Входное сопротивление АЦП лежит в пределах 6.. 30кОм, поэтому выберем
значение R2 равным 1кОм. Из формулы (5.7) R1= 5кОм.
5.5 Реализация регистра
Регистры реализуем при помощи параллельного соединения трёх D-триггеров
с соединением С-входов, при помощи которых происходит запись информации в
триггеры. Схема регистра изображена на рисунке 5.5.
Рисунок 5.5
Для построения схем регистров используем микросхему КР1533ТМ7,
представляющая собой счетверённый D-триггер с общим С-входом.
5.6 Разработка логического узла
Согласно таблицам функций преобразования из двоичного кода в НС-код
строим схемы обоих посылок. Коммутация производится при помощи
четырёхканального мультиплексора КР1554 .Схема логического блока показана
на схеме электрической принципиальной. Основная суть состоит в том, что
номер посылки определяется третьим входом на схемах И, т.е. на какие
элементы будет подана «1», та часть кода и будет закодирована.
5.7 Выбор передаваемых частот и полос пропускания
Передаваемые частоты должны располагаться в полосе частот от 0,4 до 3,2
кГц. Поскольку рекомендуется передавать частоты в полосе шириной 2,2 кГц,
то, приняв центральную частоту равной 1,8 кГц, определим границы полосы
частот от 0,7 кГц до 2,9 кГц. Поскольку канал связи имеет параболическую
характеристику скорости распространения колебаний различных частот, минимум
которой находится на центральной частоте 1,8 кГц (рис. 5.7), то крайние
подканалы должны иметь большую ширину чем центральные, так как она
определяется по формуле:
[pic] , (5.8)
где
tпос – время посылки;
[pic]- задержка распространения сигнала;
tнар – время нарастания сигнала.
В свою очередь время нарастания сигнала определяется:
[pic] (5.9)
Соответственно крайние
| |  скачать работу |
Передающее устройство систем телеизмерения |
