Starfregla og uppbygging stafræns sveiflusjár
Með þróun rafeindatækni og breytingum hafa kröfur um hringrásarmælingar orðið hærri, í rafrænni framleiðslu mun komast að því að mæling á mörgum breytum er ekki margmælir getur verið hæfur, svo sem örstýring I / O tengi framleiðslubylgjuformsins eða framleiðsla magnara til að mæla tíðnisvar þess og svo framvegis. Þess vegna eru sveiflusjár náttúrulega það sama og margmælar og eru orðnir nauðsynlegt tæki fyrir rafeindafræðinga og áhugafólk.
Kynning á vinnureglu og uppbyggingu
Vélbúnaðarhluti stafræna sveiflukerfisins er háhraða gagnaöflunarborð. Það getur náð tvírása gagnainntak, hver sýnatökutíðni getur náð 60Mbit/s. Virknilega séð er hægt að skipta vélbúnaðarkerfinu í: merki framhliða mögnun (FET inntaksmagnari) og skilyrðingareiningu (breytilegur magnari), háhraða hliðræn-í-stafræna breytieiningu (ADC driver, ADC), FPGA rökfræðieining , klukkudreifing, háhraða samanburðartæki, MCU stýrieining (DSP), gagnasamskiptaeining, fljótandi kristalskjár (LCD). ), gagnasamskiptaeining, LCD skjá, snertiskjástýringu, aflgjafa og rafhlöðustjórnun og lyklaborðsstýringu og nokkrir aðrir hlutar.
Inntaksmerkinu er breytt af formagnaranum og ávinningsstillanlegu hringrásinni í innspennu sem uppfyllir kröfur A/D breytisins. Stafræna merkið sem umbreytt er af A/D breytinum er í skyndiminni af FPGA eða öflunarminni FIFO og síðan sent til tölvunnar í gegnum samskiptaviðmótið fyrir síðari gagnavinnslu, eða beint stjórnað af örstýringunni verður safnað og sýnt á LCD skjár.
Viðmiðunartæki eru sem hér segir
Í þessum hlutum er það mikilvægasta forritaða mögnunar- (deyfing) hringrásin og A/D umbreytingarrásina, vegna þess að þessar tvær hringrásir eru háls stafræna sveiflusjárinnar, forritaða mögnunar- (deyfing) hringrásin ákvarðar inntaksbandbreidd sveiflusjárinnar og lóðrétta upplausn. , A/D umbreytingarrás ákvarðar lárétta upplausn sveiflusjáarinnar, sem ákvarðar beinlínis frammistöðu sveiflusjáins tveggja upplausna. Þessir tveir hlutar hringrásarinnar verða mæld merki aftan á vinnsluhringrásina sem þarf fyrir gagnamerkið, þennan hluta hringrásarinnar er hægt að nota í afkastamiklum samþættum hringrásum auk lítillar jaðartækja mynda einfalda hringrásarhönnun, villuleit er líka mjög einfalt. Erfiðasti hluti sveiflusjáarinnar ætti að vera aðferðin, það er hugbúnaðurinn. Hugbúnaðurinn ber öll gagnavinnslu- og eftirlitsverkefni stafræna sveiflusjáins, þar á meðal A/D sýnatökustýringu, lárétta hraðastýringu, lóðrétta næmisstýringu, skjávinnslu, topp-til-toppmælingu, tíðnimælingu og önnur verkefni. Það er hægt að gera það með því að nota mjög algengan örstýringu á markaðnum nú á dögum sem örgjörvi og forritun á C tungumáli.
Forrituð mögnunar- (deyfjandi) hringrás og aflgjafarás
Merkið er inntakið frá algengum X10X1 sveiflusjárnema inn í mögnunar- (deyfingu) hringrásina. Hlutverk forritaðrar mögnunar (deyfingar) hringrásarinnar er að magna eða dempa inntaksmerkið til að stilla, þannig að úttaksmerkjaspennan í inntaksspennukröfum A/D breytisins sé innan marka bestu mælinga og athugunar, þannig að forritað magnara hringrás í tilgreindum bandbreiddaraukning verður að vera flatt. Þar sem sveiflusjá hringrásin inniheldur stafræna og hliðræna tvo hluta, til að koma í veg fyrir gagnkvæma truflun, þannig að stafræni hluti aflgjafa og hliðræni hluti aflgjafa sérstaklega, í sömu röð, til að veita sett af ± 5V DC aflgjafa og inductance og rýmd úr síueinangrun
Flash minni og klukkurás
Vegna þess að A/D breytirinn tekur mikið magn af merkjagögnum er innra flassminni örstýringarinnar ekki nóg til að nota, þannig að hringrásin getur valið eitthvað utanaðkomandi minni til að nota, en einnig sem leið til að skrifa LCD. Flash minni er einnig notað sem skyndiminni til að skrifa LCD. Til þess að fá viðmiðunarklukkumerkið er örstýringurinn einnig tengdur við kristal sem er notaður til að reikna út raunverulega tíðni ytra bylgjuformsmerkisins.
FPGA stýrieining
FPGA eru hálf sérsniðin ASIC sem gerir hringrásahönnuðum kleift að forrita eigin forritssértækar aðgerðir. Hönnunin notar tvær mismunandi aðferðir: skýringarmynd og VHDL inntak. Stýrieiningin sinnir flestum stjórnunarverkefnunum og gefur viðeigandi stjórnmerki fyrir hverja virknieiningu til að tryggja rétta virkni alls kerfisins. Náðu sérstaklega fram eftirfarandi aðgerðum: tíðniskilarás og mynda A/D breytistýringarmerki Gagnaöflunarkerfið hefur breitt mælisvið, tíðniskiptarás er hönnuð inni í FPGA til að ná fram mismunandi sýnatökutíðni fyrir mismunandi tíðni mældra merkja til að tryggja að söfnuð gögn séu nákvæmari. Tíðnideildareiningin er útfærð með því að nota grafíska inntaksaðferðina og innri uppbygging hennar er sýnd á mynd 4. Á mynd 4 er notkun T-trigger í inntakinu 1, hver klukkubrún þegar úttakið mun hoppa til að ná fram tíðniskiptingu . Á sama tíma getum við séð að inntak T-flip-flopsins er samsett úr nokkrum rökréttum samsetningum, sem myndar hlið klukkuna. Fyrir hliðaðar klukkur er klukkuaðgerðin vandlega greind til að forðast áhrif burrs. Þó að tryggt sé að hliðklukkan sé laus við hættulegar burrs á klukkumerkinu þegar eftirfarandi tvö skilyrði eru uppfyllt, getur hliðklukkan virkað jafn áreiðanlega og heimsklukkan.
Fyrir hönnun A / D breytir, stjórn merki þess aðeins tvö: klukka inntak merki CLK og gera úttak merki OE. CLK merki beint í gegnum virka kristalinntak 60M merki, en OE merki í gegnum FPGA innri og CLK sömu tíðni og sama áfanga klukkumerkisins snúið við til að fá, svo að bara til að mæta umbreytingu á A/D breytir tímasetningu samböndum.
Háhraða A/D umbreytingu; hringrás
Stafræn sveiflusjá í mikilvægustu hringrásinni er A / D umbreytingarrásin, hlutverk þess er að mæla merki sýnatöku og breyta í stafræn merki í minni, sagði að það sé stafræn sveiflusjá hálsi er ekki of mikið, vegna þess að það ákvarðar beint stafræna sveiflusjána hægt að mæla á hæstu tíðni, samkvæmt Nyquist setningu, sýnatökutíðni að minnsta kosti 2 sinnum hæstu tíðni merksins sem á að mæla til að endurskapa merkið sem verið er að mæla. Í stafrænum sveiflusjáum ætti sýnatökutíðnin að vera að minnsta kosti 5 til 8 sinnum tíðni merksins sem verið er að prófa, annars er ekki hægt að fylgjast með bylgjuforminu.
