перейти к полному списку дипломных проектов
Ссылка на скачивания файла в формате .doc находится в конце странички
Полная интегральная нелинейность АЦП обусловлена интегральной нелинейностью входного буфера, УВХ и полной интегральной нелинейностью передаточной функции АЦП
Величина аналогового сигнала может быть измерена с определенной точностью, которая определяется числом разрядов АЦП.
АЦП производит выборку с постоянной частотой (частотой дискретизации), которая задается внешним опорным генератором. Использование отдельного опорного генератора для АЦП является предпочтительным, поскольку сигнал внутреннего генератора может иметь высокий уровень шумов и привести к возникновению эффекта дрожания апертуры в АЦП, увеличивающего уровень шумов преобразования.
В связи с быстрым развитием технологии смешанной аналогово-цифровой обработки сигналов, АЦП и ЦАП оснащаются цепями нормализации, а также буферами памяти, специально предназначенными для связи с ПЛИС, и тем самым минимизируют или устраняют необходимость внешней поддержки интерфейса или применения интерфейсной логики.
7.1.1 Выбор АЦП и ЦАП
Общие сведения
Современная тенденция развития АЦП и ЦАП состоит в увеличении скоростей разрешающих способностей обработки сигналов при уменьшении уровня потребляемой мощности и напряжения питания. Более низкие напряжения питания подразумевают меньшие диапазоны входных напряжений и, следовательно, большую чувствительность к разного вида помехам: шумам от источников питания, некачественным опорным и цифровым сигналам, электромагнитным воздействиям и радиопомехам (EMI/RFI) и, возможно наиболее важный момент - к некачественным методам развязки, заземления и размещения компонентов на печатной плате.
Несмотря на эти проблемы, в настоящее время доступны АЦП и ЦАП, которые обладают чрезвычайно высокими разрешающими способностями при низких напряжениях питания и малой потребляемой мощности.
В реальных процессах аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразования есть два ключевых этапа: дискретизация по времени и квантование по амплитуде, которые определяют разрешающую способность данных операций. Концепции дискретизации по времени и квантования по амплитуде аналогового сигнала иллюстрируются на рис. 7.2.
Рисунок 7.2 - Дискретизации по времени и квантование по уровню аналогового сигнала
Выборка непрерывных аналоговых данных должна осуществляться через интервал дискретизации , который необходим тщательно выбирать для точного представления первоначального аналогового сигнала. Ясно, что чем больше число отсчетов (более высокие частоты дискретизации), тем более точным будет представление сигнала в цифровом виде, тогда как в случае малого числа отсчетов (низкие частоты дискретизации) может быть достигнуто критическое значение частоты дискретизации, при котором теряется информация о сигнале. Это следует из известного критерия Найквиста, который требует, чтобы частота дискретизации была, по крайней мере, вдвое больше полосы сигнала, в противном случае информация о сигнале будет потеряна. Если частота дискретизации меньше удвоенной полосы аналогового сигнала, возникает эффект, известный как наложение спектров. Частотная зона Найквиста определяется как полоса спектра от 0 до . Частотный спектр разделен на бесконечное число зон Найквиста, каждая по .
Для понимания смысла наложения спектров сначала рассмотрим случай выборки с частотой одночастотного сигнала синусоидальной формы частоты , осуществленной идеальным импульсным дискретизатором (рисунок 7.3).
Рисунок 7.3 - Пример частного спектра в случаи, когда находится в первой зоне Найквиста
В частотном спектре на выходе дискретизатора видны гармоники исходного сигнала, повторяющиеся с частотой , то есть на частотах, равных
,
где
Таким образом, необходимо перед АЦП осуществить фильтрацию, подавляющую компонент, частоты которых находятся вне полосы Найквиста и после дискретизации попадают в ее пределы. Рабочая характеристика фильтра будет зависеть от того, как близко частота внеполосного сигнала отстоит от и от величины требуемого подавления.
Теперь рассмотрим случай, когда частота сигнала выходит за пределы первой зоны Найквиста (рисунок 7.4). Частота дискретизации лишь немного больше частоты аналогового входного сигнала , что не удовлетворяет критерию Найквиста. Следует обратить внимание на то, что даже при том, что сигнал находится вне первой зоны Найквиста, его составляющая попадает внутрь зоны.
Рисунок 7.4 - Пример частного спектра в случаи, когда лежит за пределами первой зоны Найквиста
Искажение и шум в реальных АЦП
Дискретизация сигнала в АЦП (с интегрированным устройством выборки-хранения (УВХ)), независимо от архитектуры, проходит при наличии шумов и искажений сигнала. Широкополосному аналоговому входному буферу присущи широкополосный шум, нелинейность, конечная ширина полосы. УВХ вносит дальнейшую нелинейность, ограничение полосы и дрожание апертуры. Квантующая часть АЦП вносит шум квантования, интегральную и дифференциальную нелинейности.
Одним из важнейших для понимания положений при определении нелинейности АЦП и ЦАП является то, что передаточная функция преобразователя данных имеет особенности, которые отсутствуют в обычных линейных устройствах типа операционных усилителей (ОУ) или усилительных блоков. Полная интегральная нелинейность АЦП обусловлена интегральной нелинейностью входного буфера, УВХ и полной интегральной нелинейностью передаточной функции АЦП.
скачать бесплатно Измеритель коэффициента шума
Содержание дипломной работы
В состав проектируемой системы входят: блок генератора шума, блок радиоприемного тракта, блок цифровой обработки сигнала, блок сбора данных и управления, блок синтезаторов частот
Для характеристики уровня собственных шумов приемных устройств и отдельных узлов и блоков применяются параметры: коэффициент шума (КШ) и температура шума входа устройства
Зависимость между этими температурами шума на входе четырехполюсника аналогична зависимости между дифференциальным и интегральным коэффициентами шума
При использовании аттенюатора в тракте промежуточной частоты, как и при методе двух отсчетов, необходимо учитывать поправку за счет собственных шумов измерителя мощности
Для выделения слабых шумовых сигналов на выходе измеряемого устройства используется модуляционный метод выделения и измерения сигналов
2 - Структурная схема измерения КШ и КП четырехполюсников
На этапе измерения (рисунок 4
Наиболее часто ваттметры используются для измерения коэффициента шума приемников, имеющих фиксированную промежуточную частоту
3 Тепловые генераторы шума
В основу построения тепловых генераторов шума положен принцип излучения электромагнитной энергии нагретым «черным» телом
Непосредственно на волноводе с нагрузкой размещен нагреватель в виде нагревательных спиралей
Измерения коэффициента шума, коэффициента передачи и температуры шума и индикация результатов могут осуществляться как в диапазоне частот (в панораме), так и на фиксированных частотах (в точке)
Блок управления предназначен для управления работой блоков ЦОС ПЧ, синтезаторов частот, модулятора ГШ и обмена данных с ЭВМ
На выходе АЦП получается двоичное представление аналогового сигнала, которое затем обрабатывается арифметически цифровым сигнальным процессором (DSP)
5 с шагом 2 дБ) позволяют регулировать коэффициент усиления тракта с более мелким шагом, чем шаг регулировки входного аттенюатора
При цифровом детектировании сигнал промежуточной частоты, пройдя через цепи нормализации, сразу подвергается аналого-цифровому преобразованию
Полная интегральная нелинейность АЦП обусловлена интегральной нелинейностью входного буфера, УВХ и полной интегральной нелинейностью передаточной функции АЦП
В результате использования методики подмешивания псевдослучайного сигнала мы имеем более точное воспроизведение сигнала во времени
Прошивка обычно хранится в ПЗУ, стоящем рядом с ПЛИС и после включения питания или по сигналу сброса она автоматически переписывается в программирующий сдвиговый регистр ПЛИС
Достоинством дифференциального метода является то, что шумы, наводящиеся на двухпроводной линии, симметричны и не нарушают дифференциального сигнала, к которому чувствителен приёмник
1 - Интенсивности отказов групп ЭРИ, входящих в блок ЦОС ПЧ
Тогда среднее время наработки до первого отказа по формуле (8
По нормам освещенности СНИП 23-05-95 и отраслевым нормам, работа инженера-разработчика относится к четвертому разряду зрительной работы
При отсутствии загрязненного вредными веществами воздуха, вентиляция должна обеспечить подачу наружного воздуха в количестве не менее 30 м?/час на каждого работающего
К работе по настройке СВЧ - устройств допускаются лица, имеющие техническое образование и признанные годными к работе в результате медицинского обследования и успешно сдавшие вводный инструктаж;
5
1 Расчет затрат на материалы
Затраты на материалы можно разделить на затраты проектирования и затраты производства опытного образца ИКШ
4 Расчет накладных расходов
Накладные расходы вычисляются как 20% от всех прямых расходов и равны
ЗНАК = (ЗМАТПОЛ + ЗПОЛН + ЕСН + ЗАО + ЗСТ) (КНР= (221000+128200+26460+11500+12000) (0,2 = 80000 руб
11)
Таким образом, фактический коэффициент экономической эффективности разработки равен:
Нормативное значение коэффициента эффективности капитальных значений
С экономической точки зрения, получаем востребованный на рынке продукт, не имеющий российских аналогов, стоимость которого в несколько раз меньше зарубежных аналогов
Метод состоит в поочередной подаче на вход измеряемого устройства шумовых сигналов с известными значениями температуры шума Т1 и Т2 (Т1 < Т2) и измерении уровня сигналов на его выходе
К техническим характеристикам пассивных элементов схемы (фильтрам, аттенюаторам, переключателям) относится вносимое затухание, чем оно меньше, тем меньше значение коэффициента шума всего тракта
Дополнительно:
На практике разрешение АЦП ограничено отношением сигнал/шум входного сигнала
