Číslicový generátor Praktická zkouška z odborných předmětů 2008 Vyšší odborná škola a střední průmyslová škola elektrotechnická Olomouc M/004 Slaboproudá elektrotechnika Zaměření: Sdělovací technika

Cíl práce Navrhnout číslicový generátor Vytvořit desky plošných spojů Naprogramovat paměť a vytvořit program pro mikroprocesor Vše vsadit do krabičky s jednoduchým ovládacím panelem Číslicový generátor - Buriánek František S42

Základní myšlenka Generovaný signál vzniká na základě vzorků, které se v D/A převodníku převedou na spojitý (analogový) signál. Realizoval jsem generátor se dvěma zdroji dat, takže vzorky jsou posílány na D/A převodník z paměti nebo mikroprocesoru. Mezi těmito zdroji binárních dat se přepíná pomocí 8-bitového přepínače sestaveného z multiplexeru. Blokové schéma viz. následující stránka. Číslicový generátor - Buriánek František S43

Blokové schéma Paměť Mikroprocesor 8-bitový přepínač D/A převodník OUT Číslicový generátor - Buriánek František S44

Generátor se vzorky dat z paměti Je sestaven z obvodu na generování pulzů. Následně jsou jednotlivé pulzy počítány obvodem s čítačem, který tímto způsobem vytváří adresy pro paměť. Z jednotlivých adres jsou pamětí posílána 8-bitová data na D/A převodník. Blokové schéma viz. níže. IO 555 (generátor pulzů) 2 x čítač (počítání pulzů a vytváření 8-bitové adresy) Paměť (čtení dat z adres a jejich odesílání na D/A převodník) 3 x přepínač (nastavuje vyšší adresy v paměti pro změnu průběhu) OUT D/A převodník Číslicový generátor - Buriánek František S45

Generátor se vzorky dat z mikroprocesoru Základem je jednočipový procesor, který má 2 porty (jeden je určen pro výstupní data, druhý pro ovládání a zobrazení). V podstatě je mikroprocesor naprogramován tak, aby generoval digitální data pro D/A převodník. Blokové schéma viz. níže. 7seg. (zobrazení čísla frekvence) BCD/7seg (převod) μProcesor (centrum řízení a gen. průběhů) 3 x spínač (reset, změna průběhu a frekvence) OUT D/A převodník LED Zobrazení průběhu nebo nečinnosti Číslicový generátor - Buriánek František S46

8-bitový přepínač Tento obvod je sestaven ze dvou selektorů (multiplexerů). Jeho úkolem je vybrat, ze kterého zdroje digitálních dat budou vzorky posílány na D/A převodník. Blokové schéma viz. níže. 8-bitový přepínač (výběr jednoho ze zdrojů digitálních dat ) Data z paměti Data z mikroprocesoru OUT D/A převodník Přepínač (přepínání mezi zdroji přímo z panelu) Číslicový generátor - Buriánek František S47

D/A převodník Tento obvod slouží k převedení digitální části signálu na analogový. Dále se za převodníkem nachází zesilovač, který má především za úkol oddělit převodník od zátěže. Nakonec následují RC filtry, určené k odfiltrování schodovitého průběhu (mezi filtry se lze přepínat). Blokové schéma viz. níže. D/A převodník (převod digitálních dat na analogový signál; U MAX =U REF ) IN U REF (nastavení referenčního napětí) Zesilovač + RC filtr OUT Číslicový generátor - Buriánek František S48

Konečný vzhled celého generátoru Číslicový generátor - Buriánek František S49

Konečný vzhled panelu Číslicový generátor - Buriánek František S410

Změřené hodnoty a ukázky grafů Měření charakteristiky D/A převodníku Měření výstupních signálů (sinus, obdélník, trojúhelník) –Se zdrojem dat z paměti –Se zdrojem dat z mikroprocesoru Číslicový generátor - Buriánek František S411

Měření charakteristiky D/A převodníku Číslicový generátor - Buriánek František S412

Měření výstupního signálu se zdrojem dat z paměti Sinus: (X=250μs/div, Y=3V/div, f=38,6Hz) U [V] t [μs] Číslicový generátor - Buriánek František S413

Obdélník: (X=250μs/div, Y=3V/div, f=607Hz) U [V] t [μs] Číslicový generátor - Buriánek František S414

Trojúhelník: (X=5ms/div, Y=1V/div, f=38,8Hz) U [V] t [ms] Číslicový generátor - Buriánek František S415

Měření výstupního signálu se zdrojem dat z mikroprocesoru Sinus: (X=1ms/div, Y=3V/div, f=155Hz) U [V] t [μs] Číslicový generátor - Buriánek František S416

Obdélník: (X=250μs/div, Y=1V/div, f=740Hz) U [V] t [μs] Číslicový generátor - Buriánek František S417

Trojúhelník: (X=1ms/div, Y=3V/div, f=186Hz) U [V] t [ms] Číslicový generátor - Buriánek František S418

Závěr Mikroprocesor Větší frekvenční rozsah Vyšší frekvence (řádově 100Hz -10kHz) Méně přesný výstupní signál (schodovitý tvar) Regulace frekvence pouze skokově Číslicový generátor - Buriánek František S419 Paměť Malý frekvenční rozsah Nízké frekvence (řádově Hz) Velice přesný výstupní signál (vyhlazený) Plynulá regulace frekvence Porovnání parametrů jednotlivých zdrojů digitálních dat:

Děkuji za pozornost! Nyní je čas pro případné dotazy… Číslicový generátor - Buriánek František S420