Структура подсистемы сбора информации
Nbsp; ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования РЯЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра автоматизированных систем управления УТВЕРЖДЕН КР-02069154-936-11-11 Разработка подсистемы сбора аналоговой информации Пояснительная записка КР-02069154-936-11-11 Листов 21 2011
Аннотация
Данная курсовая работа посвящена разработке подсистемы сбора аналоговой информации. Здесь приведены структура подсистемы, расчет и выбор необходимой элементарной базы. Также приводится разработка функциональной и принципиальной схемы проектируемого устройства.
В конце курсовой работы показано моделирование проектируемого устройства в ППП Electronics Workbench, результаты которого совпадает со всеми раннее приведенными расчетами.
Содержание
Введение________________________________________________________ 4
1. Теоретические обоснования разработки____________________________ 5
2. Структурная схема подсистемы сбора аналоговой информации _________6
3. Расчет и выбор элементарной базы__________________________________ 7
3.1 Генератор опорной частоты___________________________________7
3.2 Делитель частоты, реализующий промежуточное деление_________ 9
3.3 Делитель частоты, формирующий код управления схемой________ 11
3.4 Датчики температуры. Мост Уитстона_________________________12
|
|
|
3.5 Мультиплексор (общие сведения)_____________________________16
4. Принципиальная схема подсистемы сбора аналоговой информации ______17
5. Моделирование проектируемого устройства__________________________18
Заключение_______________________________________________________ 20
Список использованных источников__________________________________ 21
Введение
Электротехника — область технических наук, изучающая практическое применение электричества. В настоящее время электротехника включает в себя несколько наук: электроэнергетику, электронику, системы управления, обработку сигналов и телекоммуникации. Основное отличие от электроники заключается в том, что электротехника изучает проблемы, связанные с силовыми крупногабаритными электронными компонентами: линии электропередач, электрические приводы, в то время как в электронике основными компонентами являются компьютеры и интегральные схемы. В другом смысле, в электротехнике основной задачей является передача электрической энергии, а в электронике — информации.
Электроника затрагивает вопросы разработки и тестирования электронных цепей, в которых в качестве компонентов используются резисторы, конденсаторы, индукторы, диоды и транзисторы с целью получения заданной функциональности.
|
|
|
До изобретения в 1959 году интегральных схем цепь собиралась из отдельных компонентов. Эти схемы были ограничены в быстродействии, требовали много энергии и места. Широкое внедрение цифровой техники врадиолюбительское творчество связано с появлением интегральных микросхем. Интегральные микросхемы, содержащие в своем составе десятки, сотни, тысячи, а в последнее время многие десятки и сотни тысяч и даже миллионы компонентов, позволили по-новому подойти к проектированию и изготовлению цифровых устройств.
В результате на интегральных микросхемах стало возможным собирать сложнейшие устройства, изготовить которые в радиолюбительских условиях без применения микросхем было бы совершенно невозможно. Это сделало возможным появление мощных компьютеров и других электронных устройств, которые мы можем видеть сегодня.
Стремительное развитие электроники и вычислительной техники оказалось предпосылкой для широкой автоматизации самых разнообразных процессов в промышленности, в научных исследованиях, в быту. Реализация этой предпосылки в значительной мере определялась возможностями устройств для получения информации о регулируемом параметре или процессе, т.е. возможностями датчиков. Датчики, преобразуя измерительный параметр в выходной сигнал, который можно измерить и оценить количественно, являются как бы органами чувств современной техники.
|
|
|
Теоретические обоснования разработки.
Среди широкого разнообразия измерительных параметров одним из основных является температура. Ее измерение необходимо во всех сложных технологических процессах. Большое разнообразие датчиков температуры, работающих на различных физических принципах и изготовленных из различных материалов, позволяет измерять ее даже в самых труднодоступных местах – там, где другие параметры измерить невозможно. Так например, в активной зоне атомных реакторов установлены только датчики температуры, измерение которой позволяет оценить другие теплоэнергетические параметры, такие как давление, плотность, уровень теплоносителя и т.д.
В повседневной жизни, в быту также применяются датчики температуры, например для регулирования отопления на основании измерения температуры теплоносителя на входе и выходе, а также температуры в помещении и наружной температуры; регулирование температуры нагрева воды в автоматических стиральных машинах; регулирование температуры электроплит и т.п.
|
|
|
Сбор информации ведется по разным каналам. Наиболее широкое применение нашли частотное и временное разделения каналов связи. Рассмотрим достоинства и недостатки временного разделения.
Достоинства:
1) Использование цифрового сигнала при передаче сообщения.
2) Возможность передачи избыточной информации для восстановления полученного сигнала.
3) Высокая помехоустойчивость систем.
4) Более простая реализация систем.
5) Повышенная защищенность каналов от несанкционированного доступа.
Недостатки:
1) Широкая полоса частот для организации канала.
2) Зависимость полосы частот от количества каналов и частоты дискретизации.
3) Трата частотного ресурса на передачу избыточной информации для восстановления сигнала.
1.
Структура подсистемы сбора информации.
В данном разделе определится состав проектируемого устройства. Структурная схема приведена на рисунке 1.
Рис.1 Структурная схема подсистемы сбора аналоговой информации
Первичные измерительные приборы ПИП, установленные в каждом из каналов сбора информации, представляют собой измерительные мосты Уитстона. Напряжение, пропорциональное измеряемой температуре, усиливается измерительными усилителями ИУ, установленными в каждом из каналов, и передается на сигнальные входы аналогового мультиплексора MS. Частота и последовательность подключения каналов к выходу мультиплексора определяется последовательностью кодов, поступающих на управляющие входы мультиплексора. Коды управления формируются на выходе делителя частоты с коэффициентом деления 3. На вход данного делителя поступает частота, формируемая делителем частоты ДЧ из частоты опорного генератора G. Для того, чтобы выдержать нагрузочную способность системы сбора информации на выходе мультиплексора включен усилитель У, выполненной на ОУ.
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 366; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!