Цифровий модульометр

U(t)

Рис. 2.

Дана схема працює аналогічно першій схемі. Єдиною відмінністю є відсутність блоку керування. Визначення максимумів та мінімумів АМ сигналів відбувається шляхом рівномірного сканування огинаючої АМ сигналу, яка виділяється за допомогою детектора (Д).

Недоліком такої схеми є додаткова похибка, яка вноситься детектором. Перевагою – використання дешевого нешвидкодіючого АЦП. В обох випадках точність модулометра визначається розрядністю АЦП та рівнем АМ несучої.

В нашому випадку буде використана перша схема, так як більшість АМ коливань мають досить невисоку частоту (при більш високих частотах як правило використовується фазова або частотна модуляція).

2. Обгрунтування структурної схеми

Для реалізації закінченого мікропроцесорного блоку необхідні наступні компоненти: тактовий генератор, мікропроцесор та шині формувачі. Для підключення ОЗП та ПЗП необхідні дешифратори, для спрощення схеми дешифратори виконуються на мілкій логіці. Для легкої модернізації схеми всі ІМС аналогової вимірювальної частини та індикатор підключаються до мікропроцесорного блоку через порт вводу/виводу. Порт А та друга половина порта С налаштовується на вивід інформації, а порт В та перша половина порта С на ввід. До порту А підмикається регист-дешифратор, а до нього індикатор, який відображає коефіцієнт модуляції. До порту В та двох перших виводів порту С підмикається десятирозрядний АЦП. Запуск АЦП виконує блок керування, який виділяє максимуми несучоє АМ коливань та формує в цю мить сигнал запуску АЦП. Також до порту С підключається вихід з АЦП, що сигналізує про готовність даних для считування та вхід вибірки данних з АЦП. Для узгодження із вхідими колами викоритовується вхідний повторювач на операційному підсилювачі.

Рис. 3.

3. Розробка функціональної електричної схеми.

При розробці функціональної електричної схеми слід враховувати багато протиречивих факторів. Так, при використанні дорогих швидкодіючих ІМС, підвищується швидкодія та розширюється частотний діапазон модулометра, при використанні дешевих, як правило не швидкодіючих ІМС, обмежується швидкодія та частотний діапазон пристрою. До то ж треба по можливості використовувати поширені електронні компоненти, щоб при збірці не виникало труднощів з придбанням компонентів.

Велике значення має побудова самої схеми пристрою. Можна виконати схему з мінімальною кількістю ІМС, але така побудова не дає змоги легко нарощувати схему. Для легкої модернізації схеми вирішено використовувати порт вводу/виводу КР580ВВ55. Порт А налаштовується на вивід інформації, а порти В та С на ввід. До порту А підмикається регист-дешифратор, а до нього світлодіодний семисегментний індикатор, який відображає коефіцієнт модуляції. Регист-дешифратор потрібен для перетворення двійкового коду в код семисегментного індикатора та зберігання цього коду, поки процесор займається іншою роботою. До порту В та двох перших виводів порту С підмикається десятирозрядний АЦП. Так, як в даній схемі вимірюються миттєві значення несучої АМ коливань, то потрібен швидкодіючий АЦП, в той же час від повинен бути розповсюдженим та дешевим. З урахуванням цих вимог вибрана ІМС К1108ПВ1, яка має ТТЛ рівні на виходах. Для підключення ОЗП, ПЗП та порту вводу/виводу необхідні дешифратори. Для спрощення схеми, дешифратори виконуються на розповсюджених елементах мілкої логіки. Для логічної побудови схеми та можливості подальшої модернізації схеми ОЗП та ПЗП внесені в основний адресний простій, починаючи з нульового адресу, а порт вводу/виводу підмикається в простій портів.

Визначитмо адреси ОЗП, ПЗП, та портів вводу/виводу:

0000H – початок ПЗП

1FFFH – кінець ПЗП

2000H – початок ОЗП

27FFH – кінець ОЗП

00H – порт А

01H – порт В

02H – порт С

03H – порт керування портом вводу/виводу.

Для правильної роботи ІМС КР580ВВ55, до її керуючого регістру треба записати керуюче слово, яке визначається з табл. 1.

Табл. 1.