 |
Расчеты параметров схемы, обеспечивающих заданные условия.
|
|
|
|
Общая погрешность аппроксимации синусоиды складывается из погрешности квантования сигнала по уровню, погрешности дискретизации сигнала по времени и погрешности линейности ЦАП.
Наиболее критичной в нашей схеме является погрешность погрешности линейности ЦАП, т. к. он является основой схемы. Выберем в качестве ЦАП микросхему К1108ПА2 – 8 разрядный функционально законченный цифро-аналоговый преобразователь двоичного кода в напряжение, выполненный по биполярной технологии и имеющий следующие характеристики:
Uп = ± 5 В;
л =±0.28 %;
Uвых=2.5 В;
tуст =1.5 мкс.
Микросхему ПЗУ надо выбирать по объёму памяти и времени выборки адреса.
В качестве ПЗУ остановимся на микросхеме КР556РТ17 емкостью 512 x 8 бит, обладающая следующими параметрами:
tв.а. = 50 нс.; Uп = + 5 В.
Рассчитаем теперь общую погрешность аппроксимации синусоиды:
,
,
,
,
.
,
Полученная общая погрешность аппроксимации не превышает заданного допустимого значения 1 %.
6 – разрядный счётчик построим на основе микросхемы К555ИЕ19, содержащей два четырёхразрядных счётчика.
В качестве задающего (тактового) генератора в проектируемом устройстве будем использовать R-C генератор на основе логических инвертирующих элементах, обеспечивающий заданный коэффициент нестабильности частоты.
При заданном диапазоне частот сигнала на выходе устройства (100 Гц – 1 кГц) и выбранном числе шагов дискретизации (64) максимальная частота тактовых импульсов определяется как 
,
а минимальная – как 
.
Предельная частота тактового генератора зависит от быстродействия ЦАП:
, что удовлетворяет используемому режиму генератора.
Рассчитаем теперь значения элементов генератора тактовых импульсов для обеспечения данного диапазона частот.
|
|
|
F = 1/(2 * π * R * C).
Задавшись R1 = 2.5 кОм, R2 = 1.5 кОм.
При С = 6.8 нФ F = 63,6 кГц; T=15,7 мкс.
При С = 68 нФ F = 6,36 кГц; T=157 мкс.
Таким образом, в качестве конденсатора С возьмём переменный конденсатор на 68 нФ.
А для более точной подстройки частоты последовательно соединим постоянный резистор сопротивлением 2 кОм и переменный – сопротивлением 1 кОм.
Для обеспечения высокой стабильности задающего генератора выберем высококачественные керамические конденсаторы и термостабильные резисторы.
Исходя из того, что от проектируемого генератора не требуется малое энергопотребление, то в качестве цифровой выберем ТТЛ базу как более распространённую, надёжную и дешевую.
Так как рабочие частоты не превышают 20 Мгц, то выберем К555 – тую серию
как более распространённую, надёжную и дешевую.
имеющие следующие параметры:
- напряжение питания +5В,
- диапазон рабочих температур от –10 до +700С,
- уровень логического нуля не более 0.4В,
- выходной уровень логической единицы не менее 2.6В,
- средняя потребляемая одним логическим элементом мощность 2 мВт,
- средняя задержка распространения сигнала 20 нс.
Максимальный потребляемый устройством ток не превышает 0.35 А.
Заданная амплитуда сигнала на выходе устройства будет обеспечиваться усилителем на ОУ с коэффициентом усиления
.
При этом Rос=3.6 кОм, а R=1 кОм.
В качестве ОУ подойдут микросхемы К140УД26, имеющую следующие параметры:
- напряжение питания ±15 В;
- ток потребления 4,7 мА;
- коэффициент усиления 106;
- напряжение смещения 0,025 мВ;
- входной ток 35 нА.
В соответствии с выбранными ЦАП, ПЗУ и параметрами самого устройства в качестве используемых в нем цифровых микросхем будут применены микросхемы серии 555, имеющие следующие параметры:
- напряжение питания +5В,
- диапазон рабочих температур от –10 до +700С,
|
|
|
- уровень логического нуля не более 0.4В,
- выходной уровень логической единицы не менее 2.6В,
- средняя потребляемая одним логическим элементом мощность 2 мВт,
- средняя задержка распространения сигнала 20 нс.
- Максимальный потребляемый устройством ток не превышает 0.35 А.
|
|
|
12 |
