Формирование кодовой таблицы аналогового сигнала

По заданию необходимо спроектировать генератор, формирующий аналоговый сигнал, заданный на рисунке 1.

Для получения заданного аналогового сигнала на выходе генератора необходимо провести его преобразование. Обработка сигнала производится с учетом заданной частоты дискретизации Fs=45кГц, максимального напряжения Umax=4,02 В и количества отсчетов на период N=32.

Разобьем заданный сигнал на 32 временных интервала, величина которых ts определяется частотой дискретизации:

генератор сигнал микроконтроллер порт

ts=1/Fs,=1/45 кГц=0,022 мс.

Таким образом, длительность одного периода сигнала составит:

=N*ts,=32*0,022=0,704 мс.

Проекции точек, соответствующих границам временных интервалов, на ось напряжений (отсчеты), позволяют получить мгновенные значения напряжений в точках дискретизации.

Для каждого отсчета формируемого сигнала необходимо определить кодовую комбинацию, соответствующую значению выходного напряжения Uвых.

С учетом формы сигнала и необходимой точности преобразования будем использовать восьмиразрядные кодовые комбинации. Тогда, при 28 получим 256 уровней квантования сигнала по напряжению.

По заданию максимальное выходное напряжение соответствует величине 4,02 В, следовательно опорное напряжение Uref можно принять равным 5,12 В.

Значение напряжения, формируемого на выходе n-разрядного ЦАП, определяется соотношением:

выхN=DN*Uref/2n,

где Dn - десятичный эквивалент числа на входе ЦАП, соответствующий отсчету N,ref - величина опорного напряжения,

n - количество уровней квантования при n-разрядном преобразовании.

Минимальное приращение напряжения на выходе ЦАП определяется как:

∆UвыхMIN=Uref/2n,

∆UвыхMIN=5,12/256=0,02 В

Следовательно, десятичный эквивалент числа на входе ЦАП, соответствующий отсчету N, определяется соотношением:

=UвыхN/∆UвыхMIN,

Где UвыхN - значение выходного напряжения, принятое для отсчета N.

Результаты обработки заданного сигнала приведены на рисунке 1.

Рисунок 1 - Дискретизация заданного сигнала генератора

Для каждого значения DN следует определить соответствующую шестнадцатиричную кодовую комбинацию HN, округляя значения до ближайшего целого.

Результаты дискретизации аналогового сигнала, формируемого на выходе генератора, приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Кодовая таблица выходного сигнала генератора

Читайте также

Поверка электронного вольтметра В7-26 по напряжению постоянного тока
Считается, что первый вольтметр изобрел М. Фарадей, причем в 1830 году, ещё за год до того, как он же открыл явление электромагнитной индукции, на котором основано действие целого класса ...

Проектирование дискретного устройства
На современном этапе развития транспорта наблюдается бурный рост темпов и объемов перевозок, особенно на железнодорожном транспорте в силу высокой скорости и невысокой стоимости грузопер ...

Оптоэлектронные технологии
Оптоэлектроника - бурно развивающаяся область науки и техники. Многие ее достижения вошли в быт: индикаторы, дисплеи, лазерные видеопроигрыватели. Разрабатывается твердоте ...