Wyjścia obiektowe analogowe

1. Wyjścia obiektowe analogowe

2. Wyjścia analogowe 1/27 Przetwarzanie jedno- i wielokanałowe Parametry wyjść analogowych Przykładowe rozwiązania Generacja przebiegów okresowych Wyjścia impulsowe jako wyjścia analogowe

3. Rodzaje przetwarzania C/A: • przetwarzanie jednokanałowe Wyjścia analogowe - rodzaje 2/27

4. przetwarzanie wielokanałowewariant I Wyjścia analogowe - rodzaje 3/27 DMPX.A. – demultiplekser analogowy, U.P.A. – układy pamięci analogowych

5. przetwarzanie wielokanałowewariant II Wyjścia analogowe - rodzaje 4/27

6. monotoniczność liniowość FWY FWY U(10000010) U(10000001) U(10000000) U(01111111) U(01111110) NWE NWE • Czynniki wpływające na konstrukcję modułu przetwarzania C/A • rodzaj sygnału wyjściowego (U/I); • zakres zmienności (przedział wartości); • wymagana jakość konwersji Wyjścia analogowe - parametry 5/27 • rozdzielczość najczęściej spotykane rozdzielczości: 8b 10b 12b 16b rozdzielczość w % zakresu odpowiednio: 0,4 0,1 0,02 0,0015

7. obecność stanów przejściowych przy zmianie słowa binarnego: Wyjścia analogowe - parametry 6/27 • wymagany kod reprezentacji liczb; • wymagana szybkość zmian sygnału wyjściowego; • poziom zakłóceń w torze przesyłu sygnału analogowego do odbiornika; • odległość do odbiornika sygnału; • charakter odbiornika (impedancja wejściowa, stałe czasowe); • warunki klimatyczne pracy układu; • stabilność źródła zasilania.

8. Wyjścia analogowe - parametry 7/27 Standardowe zakresy sygnałów analogowych: napięciowych: prądowych 0..5V 0..5mA -5..5V 0..20mA 0..10V 4..20mA -10..10V Konstrukcja modułu przetwarzania C/A może wykorzystywać: - układy monolityczne; - układy hybrydowe; - prototypowe, unikalne „składaki”

9. Kody binarne przetworników • Najczęściej NB sygnały unipolarne - 0 .. 00000000 UMAX .. 11111111 sygnały bipolarne - -UMIN .. 00000000 0 .. 10000000 UMAX .. 11111111 • Rzadziej ZM albo U2 Wyjścia analogowe - parametry 8/27

10. Przetworniki C/A często mają wyjścia prądowe. Do zamiany prądu na sygnał napięciowy można stosować układy: Wyjścia analogowe - przykłady 9/27 UWY=IOR UWY=IOR2(RS+R1)/R1 UWY=-IORS, R2=RS

11. a) ilość bitów przetwornika nie przekracza szerokości szyny danych - układy wymagające zewnętrznego rejestru Wyjścia analogowe - przykłady 10/27

12. inny układ Wyjścia analogowe - przykłady 11/27

13. - przetworniki mające wbudowany rejestr zatrzaskowy: dostosowane do współpracy z systemem mikroprocesorowym mają typowe dla urządzenia zewn. wejścia sterujące (/CS,/WE) przykładowe układy scalone: AD7524 AD558 SE/NE5018/5019 Wyjścia analogowe - przykłady 12/27

14. b) ilość bitów przetwornika przekracza szerokość szyny danych problemem jest tu niemożność jednoczesnego podania wszystkich bitów nowej liczby binarnej do przetworzenia - wpisywanie nowych bajtów do rejestrów zatrzaskowych bez dodatkowego buforowania powoduje poważne błędy konwersji: Wyjścia analogowe - przykłady 13/27

15. - układy wymagające zewnętrznego zatrzasku na kod binarny Wyjścia analogowe - przykłady 14/27 przykładowe układy: 10-bitowe: AD561,AD7520,AD7533,DAC10xx,MC3410/3510 (10b) 12-bitowe: AD562,AD7521/7541,Am6012,DAC1200/01,DAC1280/85 - przetworniki mające wbudowany rejestr zatrzaskowy: 10-bitowe: AD7522,NE5020,AD7527 12-bitowe: AD7542,AD7544,AD7545

16. Przetwarzanie wielokanałowe: a) indywidualne przetworniki w każdym z kanałów Wyjścia analogowe - przykłady 15/27

17. b) przetwornik wspólny dla wielu kanałów z autonomicznym układem odświeżania wyjść Wyjścia analogowe - przykłady 16/27 częstotliwość odświeżania pamięci analogowych w układach S/H musi być tak dobrana, aby zmiana ΔUWY < 1/2 ULSB.

18. Układy generacji przebiegów okresowych Wyjścia analogowe - generacja przebiegów 17/27 Użycie przetwornika C/A skutkuje skwantowaniem w czasie i amplitudzie generowanych przebiegów:

19. W celu poprawy kształtu uzyskiwanych przebiegów stosuje się: • zwiększanie rozdzielczości przetwornika C/A; • skracanie okresu powtarzania; • filtry dolnoprzepustowe Wyjścia analogowe - generacja przebiegów 18/27

20. Programowa generacja kolejnych wartości chwilowych Wyjścia analogowe - generacja przebiegów 19/27 zaleta - ogromna dowolność uzyskiwanych funkcji wada - rozwiązanie obciążające μP

21. Zastosowanie sterowanego sprzętowego VCO Wyjścia analogowe - generacja przebiegów 20/27 zaleta - znikome obciążenie procesora wada - bardzo ograniczony repertuar funkcji

22. Sprzętowa generacja przebiegów piłokształtnych Wyjścia analogowe - generacja przebiegów 21/27 zaleta - znikome obciążenie procesora wada - jeden kształt przebiegu

23. Sprzętowa generacja przebiegów piłokształtnych Wyjścia analogowe - generacja przebiegów 22/27 zalety i wady - jak poprzednio

24. Sprzętowa generacja przebiegu z „biblioteki” w pamięci nieulotnej Wyjścia analogowe - generacja przebiegów 23/27 zaleta - znikome obciążenie procesora wada - bardzo ograniczony repertuar funkcji

25. Sprzętowa generacja dowolnego przebiegu z pamięci RAM Wyjścia analogowe - generacja przebiegów 24/27 zaleta - znikome obciążenie procesora wada - bardzo ograniczony repertuar funkcji

26. Wyjścia impulsowe jako przetworniki C/A Wyjścia analogowe - wyjścia impulsowe 25/27 Modulacja fali prostokątnej pozwala kodować wartości sygnału ciągłego zalety: - łatwa realizacja (dostępność układów PWM w wielu μC); - można uzyskać duże rozdzielczości; - falę prostokątną łatwo przesłać na duże odległości; - prosta realizacja izolacji galwanicznej; wady - ograniczona szybkość zmian zakodowanego sygnału analogowego; - przy większych rozdzielczościach wymagane są precyzyjne układy demodulujące

27. Wyjścia analogowe - wyjścia impulsowe 26/27