|
Kategorie: Diplomové, bakalářské práce |
Tento dokument chci!
Předmětem diplomové práce je návrh A/D a D/A převodníku pro audio signál a přenos digitalizovaných dat bezdrátovým komunikačním kanálem. V projektu je popsána konstrukce desek plošných spojů, návrh ovládacích panelů a měření dílčích vlastností systému, především vzorkování, rekonstrukce signálu, spotřeba a dosah bezdrátových modulů. Na závěr je diskutováno možné využití v praxi a podněty k dalšímu vývoji.
2 A/D převodníky zpětnou vazbou
Tyto převodníky využívají při své činnosti kompenzační princip proto důležité, aby se
převáděná veličina neměnila, než převod dokončen, jinak bude výsledek zatížen chybou
úměrnou velikosti změny vstupní veličiny. Následně číslicové filtraci provádí již zmíněnou decimaci,
kdy dojde redukci/vypuštění určitých vzorků dat data fakto zprůměrují.
Druhým typem zpětnovazebního převodníku sledovací (tracking) A/D převodník. Tento
typ plynule porovnává vstupní napětí napětím odvozeným pomocí D/A převodníku. Mohou mít rozsah bitů
se vzorkovacím kmitočtem několik desítek MHz.1.3 Σ-Δ (sigma-delta) A/D převodník
Pro moji diplomovou práci nejdůležitější poslední typ A/D převodníku, Σ-Δ
převodník (sigma-delta converter). Pokud vstupní napětí menší, než napětí D/A převodníku,
dochází odečítání impulzů.
1. Zlepšení určitých vlastností sledovacího
A/D převodníku dosáhneme použitím složitějšího typu komparátoru, např. Tyto převodníky rozšířily rozvojem digitálních
CMOS technologií VLSI. Pokud bude napětí D/A převodníku měnit tak, se
rozdíl vleze okénka komparátoru, bude čítač blokován výstupu bude konstantní
hodnota napětí. Když vstupní
napětí větší, než napětí D/A převodníku, přičítají hodinové pulzy čítače, dokud
nedojde vyrovnání napětí. Digitální část, která levnější výrobu, mnohem
složitější provádí číslicovou filtraci tzv.
Součástí obvodu U/D čítač, který propojen výstupy D/A převodníku. dalším kroku dojde nastavení následujícího bitu log obsah
registru převeden D/A převodníkem napětí UREF/4, které přičteno napětí A/D
převodníku předchozího taktu opět výsledek srovnán výstupem S&H obvodu. Při pomalé změně vstupního signálu sleduje výstupní
dekadický obsah čítače vstupní signál A/D převodník reaguje rychle pomalé změny,
ale pomalu rychlé změny vstupního signálu. okénkového,
jehož šířka bude LSB. Zvyšuje
se tím dynamický rozsah převodníku, ale důležité dodržet vzorkovací teorém, neboť ve
spektrální oblasti decimace projeví přiblížením zrcadlových obrazů spektra. Samotná analogová část převodníku relativně jednoduchá,
obsahuje komparátor, zdroj referenčního napětí, jeden nebo více integrátorů obvody pro
slučování analogových signálů. Σ-Δ
převodníky mají řadu výhod nízká cena, vysoké rozlišení (32 bitů), diferenciální linearita,
17
. Pokud bylo napětí převodníku větší,
než napětí vzorkovacího obvodu, dojde nastavení MSB nula, opačném případě je
ponechána jednička. Vlastní převod n-bitového převodníku probíhá taktech.
Pokud napětí UREF/4 větší, bit nastaven log opačném případě ponechána
log Stejným způsobem proběhne taktů, dokud není dokončen převod.3.3. praxi není sledovací A/D převodník příliš častý; užívá tam, kde je
potřeba sledovat pomalu měnící signál. Jiné typy
převodníků provádí vzorkování frekvenci blízké Nyquistovu kmitočtu fN, kdežto Σ-Δ
převodníky využívají vzorkovací frekvenci k-krát vyšší, než získá tak mnohem vyšší
počet vzorků (oversampling). Jedněmi nejrozšířenějších pro střední vysokou
rozlišitelnost jsou převodníky postupnou aproximací. Proto jsou tyto převodníky vybaveny
vzorkovacími obvody vstupu. toho plyne i
nevýhoda tohoto typu převodníků čím více bitů převodník rozlišení, tím delší čas
potřebný dokončení převodu nedokáže reagovat rychlé změny vstupního signálu.
Nejdříve dojde vynulování registru nastavení MSB log ostatní bity jsou nastaveny
na log D/A převodník převede uvedený obsah napětí UREF/2, které porovnáváno s
napětím výstupu vzorkovacího obvodu (S&H). Součástí každého zpětnovazebního
převodníku D/A převodník. decimaci vzorkovaného signálu
