X
تبلیغات
دانلود مقالات برق - مبدل آنالوگ به دیجیتال
درباره ما

ارائه دهنده انواع مقالات در زمینه مهندسی برق
جواد شاليكار
ارائه دهنده انواع مقالات در زمینه مهندسی برق
ایمیل : www.korosh_kabir9705@yahoo.com



  • نویسنده : جواد شاليكار
  • تاریخ : 11:29 AM - 7 Jun 2011

مبدل آنالوگ به دیجیتال :

گاهی نياز است که يک کميت بيرونی (مانند دما و شدت صدا و شدت نورو...  )اندازه گيری شود ، برای اينکار از وسيله ای به نام سنسور استفاده ميشود. سنسور ها مقدار يک کميت آنالوگ را به ولتاژ يا جريان تبديل ميکند، سپس اين ولتاژ آنالوگ به مبدل آنالوگ به ديجیتال ميکرو داده ميشود و مبدل آنالوگ به ديجیتال مقدار ولتاژ را به کميت ديجیتال متناظرتبديل ميکند ، سپس اين مقدار ديجیتال با اعمال رياضی به مقدارعددی متناظر تبديل ميشود و روی LCD و 7 سگمنت نمایش داده می شود .

حداکثر ولتاژی که مبدل آنالوگ به ديجیتال ، که از اين به بعد به آن ADC ميگوييم ميتواند اندازه بگيرد برابر با VCC است و اگر ولتاژاعمالی از VCC بيشتر شود مبدل آنالوگ به ديجتال آسيب می بيند(معمولا بيشرين ولتاژ ورودی که به ADC اعمال می کنند 4.5 ولت است ) وکمترين ولتاژ اعمالی برابر با GND است .  ADC به ازای ولتاژ 5ولت عدد  1023 و به ازای صفر ولت عدد صفر را درمتغير مربوطه قرارمی دهد .

متداولترین انواع  ADCها به قرار زیر است :

1 – مبدل ADC نوع شمارشی

2 – مبدل ADC نوع تقریب های متوالی

3 - مبدل ADC با مقایسه موازی

4 - مبدل ADC دو شیبه

مبدل نوع SUCCESSIVE – APPROXIMATION :

مبدل آنالوگ به دیجیتال داخلی میکروهای AVR که  ADC دارند از این نوع است . در این طرح از یک میکروکنترلر یا میکروپرسسور استفاده می شود .

با برنامه ای MSB یک شده و در یک DAC به آنالوگ تبدیل شده  ، خروجی DAC در مقایسه گر با سیگنال آنالوگ مقایسه می شود و اگر خروجی DAC بزرگتر باشد ، MSB صفر شده و MSB بعدی یک می شود و مقایسه می شود و اگر کوچکتر باشد MSB ، 1 باقی مانده و MSB بعدی 1 می شود و این عمل به همین ترتیب ادامه پیدا می کند تا سیگنال آنالوگ خروجی DAC با سیگنال آنالوگ حاضر در پایه ADC برابر شود .

16-1 مبدل آنالوگ به دیجیتال داخلی میکرو :

خصوصیات مبدل آنالوگ به دیجیتال داخلی AVR به شرح زیر است :

- وضوح 10 بیتی

- صحت مطلق2LSB +/-

- زمان تبدیل ( 65 -260 میکرو ثانیه )

- وضوح 15 KSPS در بالاترین حد

- كانالهاي مولتي پلكس شده

SINGLE و FREE      - مدهاي تبديل

VCCتا  0V - ولتاژ ورودي از 

+ADC- پرچم وقفه پايان تبديل 

(NOISE CACELER حذف كننده نويز(-

ADC بسته به میکرو به چند کانال آنالوگ مالتی پلکس شده که که به هر یک از پایه های پورت اجازه می دهد که بعنوان یک ورودی مبدل آنالوگ به دیجیتال عمل نماید . مبدل داخلی میکرو دارای وضوح 10بیتی است و برای تبدیل با این وضوح ، نیاز به فرکانس کلاکی بین KHZ50 تاKHZ 200 دارد و این کلاک را از تقسیم فرکانس کریستال تامین می کند . در صورتی که نیاز به وضوح بالا ( کمتر از 10 بیت) نیست می توان کلاکی بالاتر از KHZ 200 به آن اعمال کرد . ADC دارای یک SAMPLE AND HOLD است که باعث می شود ولتاژ ورودی ADC در زمان تبدیل در سطح ثابت نگه داشته شود تا عملیات تبدیل با دقت بیشتری انجام شود .

ADC دارای دو منبع ولتاژ آنالوگ مجزا است . AVCC و AGND که AGND بایستی به زمین یا ولتاژ زمین آنالوگ متصل شود وAVCC نباید بیشتر از +/-0.3 نسبت به VCCاختلاف داشته باشد .

ولتاژ مرجع خارجی در صورتی وجود باید به پایه AREFوصل شود که این ولتاژ بایستی بین ولتاژ موجود بروی پایه های AGND – AVCC باشد . در غیر این صورت به VCC وصل می شود . ADC مقدار آنالوگ ورودی را با تقریب متوالی به مقدار دیجیتال 10بیتی تبدیل می کند . کمترین مقدار ، نشان دهنده مقدار آنالوگ موجود در پایه AGND و بالاترین مقدار نشان دهنده ولتاژ پایه AREF منهای یک LSB است .

برای محاسبه مقدار دیجیتال ولتاژ موجود بروی پایه ADC به فرمول زیر توجه کنید :

ADC( Digital value of Analog On ADC Pin) = ( 1024*vin) / vref

Adc دارای دو مد تبدیل single و free است .مد single بایستی توسط کاربر پیکره بندی وکانال دلخواه برای نمونه برداری انتخاب شود . در مد free ، ADC با یک ثابت نمونه برداری ، رجیستر داده  ADCرا UPDATE می کند .

17-1 تکنیک های کاهش نویز ADC :

مدارات دیجیتال در داخل و خارج میکرو ایجاد نویز کرده و ممکن است در صحت اندازه گیری ADC تاثیر بگذارد . اگر صحت و دقت قابل قبول نیست ، با استفاده از تکنیک های زیر می توان نویز را کاهش داد .

- بخش آنالوگ چیپ و تمام قسمت های آنالوگ باید دارای زمین جداگانه باشند . این زمین های با زمین دیجیتال به وسیله یک مسیر به هم متصل می شوند .

- مسیرهای آنالوگ را تا می توانید کوتاه کنید واز تماس نداشتن های مسیرهای آنالوگ و زمین های آنالوگ اطمینان پیدا کنید و آنها را از مسیرهای دیجیتال با فرکانس بالا دور کنید .

- پایهAVCCمیکرو رابه VCC با فیلتر پایین گذر وصل نمایید .

- از مدهای SLEEP و حالت ADC NOISE CANCELER برای کاهش نویز القاء شده توسط CPUاستفاده کنید .

گزینه single/free:

در حالتی که SINGLE انتخاب شود مقدار دیجیتال سیگنال آنالوگ توسط دستور GETADC در یک متغییر از جنس  WORD ریخته می شود و در حالتی که FREE  انتخاب شود مقدار دیجیتال سیگنال آنالوگ در ریجیستر مربوط به ADC ریخته می شود .

: PRESCALER

اين گزينه کلاک ADC را مشخص می کند و در حالتی که AUTO انتخاب شود کامپاير با توجه به کريستال انتخاب شده بهترين کلاک را در نظر ميگيرد ،موارد ديگر برای کلاک عبارتند از 2و 4و 8و 16 و 32 و 64 يا 128 است که به جای گزینه AUTO نوشته ميشود .

: REFERENCE در صورتی که بخواهيد از يک ولتاژ مرجع استفاده کنيد اين گزينه را بنويسيد(در صورت عدم استفاده از اين دستور ولتاژ مرجع زمين است و نيازی به نوشتن اين دستور نيست ) .

OPTIONAL می تواند گزینه های زیر باشد :

OFF : برای خاموش کردن ولتاژ مرجع داخلی (  INTERNAL REFRENCE TURNED OFF ) و استفاده از ولتاژ موجود بروی پایه  AREF به عنوان ولتاژ مرجع انتخاب می شود .

AVCC : زمانی که ولتاژ پایه  AVCC به عنوان ولتاژ مرجع در نظر گرفته می شود .

INTERNAL  : زمانی که ولتاژ مرجع داخلی 2.65v با خازن خارجی برروی پایه  AREF استفاده شود .  انتخاب این گزینه برای میکرو هایی که ولتاژ مرجع داخلی ندارند ، هیچ تاثیری ندارد .

دستور GATADC :

با این دستور سیگنال آنالوگ وارد شده به کانالهای ( 0 -7 ) به مقدار دیجیتال تبدیل می شود و در متغییر  var از نوع داده WORD قرار می گیرد .

Var = GETADC( channel)

Var نتیجه تبدیل و channel کانال مبدل آنالوگ به دیجیتال داخلی انتخاب شده است که می تواند بین  0-7 باشد . این دستور فقط برای چیپ های AVR که دارای مبدل آنالوگ به دیجیتال هستند به طور نمونه  ATMEGA32 استفاده می شود .از پورت های آنالوگ به دیجیتال می توانید به عنوان پورت های ورودی و خروجی استفاده نمائید ولی هنگامیکه پورت به عنوان ADC پیکربندی می شود دیگر نمی توانید از آن به عنوان I/O استفاده کنید .

دستورات START و STOP :

توسط دستور START ADC ، ADC شروع به نمونه برداری از سیگنال آنالوگ  کرده و توسط STOP ADC  تغذیه را از ADC قطع می کنیم و به عملیات تبدیل پایان می دهیم . این دستورات برای شروع و توقف ADC بایستی نوشته شود .

کار با وقفه ADC :

زمانی که کار نمونه برداری ADC از سیگنال آنالوگ به پایان رسید ،  ADC پرچم اتمام تبدیل خود به نام  ADC را یک می کند . با فعال کردن وقفه سراسری با دستور ENABLE INTERRUPTS  و فعال کردن وقفه  ADC با دستور ENABLE ADC می توان به زیر برنامه وقفه ADC توسط ON ADC LABLE پرش کرد که LABLE نام دلخواه زیر برنامه وقفه ADC یا  ISR مربوطه است . می توان برای کاهش نویز سیستم میکرو را در زمان نمونه برداری در مد IDLE یا  ADC NOISE REDUCTION قرار داد و سپس میکرو خودکار با بالا رفتن پرچم وقفه اتمام تبدیل  ADC از این مد بیدار شده و مقدار دیجیتال شده را در متغییر نوع WORD  قرار می ده


دسته بندی :



آخرین مطالب

» سنسور ( 24 Dec 2011 )
» biophysics ( 23 Dec 2011 )
» ميني پي ال سي ( 3 Dec 2011 )
» ( 3 Dec 2011 )
» مقاومت ( 3 Dec 2011 )
» رله ( 3 Dec 2011 )
» دیود ( 3 Dec 2011 )
» ترانزیستور[1] ( 3 Dec 2011 )
» میکروکنترلر AVR ( 1 Dec 2011 )
» دستورات برنامه نویسی BASCOM ( 1 Dec 2011 )
» پایه های میکرو ( 1 Dec 2011 )
» کار با محیط بسکام ( 1 Dec 2011 )