Đề tài: các phương pháp chuyển đổi ADC và DAC thực nghiệm

Cùng với sự tiến bộ của khoa học và công nghệ, các thiết bị điện tử đang và sẽ tiếp tục được ứng dụng ngày càng rộng rãi và mang lại hiệu qủa cao trong hầu hết các lĩnh vực kinh tế, kỹ thuật cũng như trong đời sống xã hội.Tiếp nhận những thành tựu của khoa học- kỹ thuật đó, ngày nay việc gia công, truyền đạt và xử lý tín hiệu trong các thiết bị điện tử từ đơn giản đến hiện đại đều dựa trên cơ sở nguyên lý số , vì những thiết bị làm việc...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đề tài: các phương pháp chuyển đổi ADC và DAC thực nghiệmĐồ án tốt nghiệp kỹ thuật viên cntt PHẦN MỞ ĐẦU Cùng với sự tiến bộ của khoa học và công nghệ, các thiết bị điện tửđang và sẽ tiếp tục được ứng dụng ngày càng rộng rãi và mang lại hiệu qủacao trong hầu hết các lĩnh vực kinh tế, kỹ thuật cũng như trong đời sống xãhội.Tiếp nhận những thành tựu của khoa học- kỹ thuật đó, ngày nay việcgia công, truyền đạt và xử lý tín hiệu trong các thiết bị điện tử từ đơn giảnđến hiện đại đều dựa trên cơ sở nguyên lý số , vì những thiết bị làm việctrên cơ sở nguyên lý số có những ưu điểm hơn hẳn cá thiết bị làm việctrên cơ sở nguyên lý tương tự, đặc biệt là trong kỹ thuật tính toán, kỹ thuậtđo lường và điều khiển và đặc biệt hơn với sự giúp đỡ của máy tính đượcứng dụng rộng rãi ngày nay.Với sự ra đời các hệ thống số đã cải thiện , tốiưu những nhược điểm mà kỹ thuật tương tự không đáp ứng được chẳnghạn như sai số, tốc độ, tần số làm việc, tổn hao .v.v... Tuy nhiên, tín hiệu tựnhiên bao gồm các đại lượng vật lý, hoá học, sinh học... là các đại lượngbiến thiên theo thời gian hay nói cách khác nó là các đại lượng tương tự,để phối ghép với nguồn tín hiệu tương tự với nguồn xử lý số, nghĩa là đểxử lý tín hiệu thông qua một hệ thống số ta phải có các mạch chuyển đổitín hiệu từ dạng tương tự sang dạng số ADC (The Analog to DigitalConvertor), tín hiệu sau khi đã được chuyển đổi được xử lý qua một hệthống xử lý tín hiệu số và được trả lại dạng tín hiệu ban đầu, đó là tín hiệutương tự thông qua mạch chuyển đổi tín hiệu số-tương tự DAC (TheDigital to Analog Convertor ). Ngày nay, cùng với sự bùng nổ của côngnghệ thông tin, máy tính đóng vai trò hết sức to lớn và thâm nhập ngàycàng sâu vào đời sống kinh tế, xã hội và đặc biệt góp phần vào việc nghincứu phát triển những ngành khoa học mới, đơn cử như những hệ thống tựđộng hoá đo lường và điều khiển bằng máy tính mà ta sẽ đè cập dưới đây.Để mở rộng tầm ứng dụng, cũng như khả năng can thiệp sâu của kỹ thuậtmáy tính vào các lĩnh vực khác nhau. Chúng ta phải có mối quan hệ chặtchẽ giữa chúng, nghĩa là khả năng kết nối máy tính cũng như việc kết nốimáy tính với thiết bị ngoại vi, tuỳ theo yêu cầu và nhiẹm vụ cụ thể cũngnhư vật tư thiết bị có trong tay mà việc thiết kế một hệ thống ghép nối máytính khác nhau với nhiều mục đích khác nhau. Đặc biệt được ứng dụngrộng rãi trong đo lường và điều khiển tự động. Tuy nhiên, để có được điềuđó cần phải có sự phối ghép giữa hai nguồn tín hiệu đó là nguồn tín hiệutương tự và nguồn tín hiệu số. Việc này hết sức quan trọng và không thểthiếu được trong hệ thống xử lý số, không những thế việc nghiên cứu tìmĐề tài: các phương pháp chuyển đổi ADC và DAC thực nghiệm 1Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật viên cntthiểu nó cho ta biết được khả năng làm việc, đọ chính xác của hệ thốngcũng như độ tin cậy của hệ thống PHẦN 1 TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT CHUYỂN ĐỔI TÍN HIỆU ỨNG DỤNG TRONG ĐO LƯỜNG VÀ ĐIỀU KHIỂN BẰNG MÁY TÍNH Chương 1 CHUYỂN ĐỔI TƯƠNG TỰ – SỐ ADC (The Analog to Digital Convertor)1 .Nguyên lý cơ bản của chuyển đổi tương tự – số (ADC basic principles) Tín hiệu tương tự là tín hiệunbiến thiên liên tục theo thời gian, tín hiệusố mã hoá là rời rac theo thơi gian. Để chuỷên đổi tín hiệu tương tự sangdạng tín hiệu số đòi hỏi phải lượng tử hoá biên độ và rời rạc hoá trục thờigian tín hiệu số liên tục. Để có được điều này, cần phải lấy mẫu tín hiệutương tự tại những khoảng thời gian như nhau sau đó chuyển đổi các giá trịmẫu thành số. Như vậy, nguyên lý chung của sự chuyển đổi là: - lấy mẫu - nhớ mẫu - lượng tử hoá - mã hoá1.1. Lấy mẫu tín hiệu (Singnal sample) Việc lấy mâũ tín hiệu tương tự tại những khoảng thời gian sao cho tínhiệu số được mã hoá có thể khôi phục lại tín hiệu cũ một cách trung thực, ítảnh hưởng của nhiễu và sai số do quá trình lấy mẫu. Theo định lý lấy mẫucủa Kacchenikop hay định lý lấy mẫu của Sharnon thì để khôi phục lại tínhiệu cũ có độ trung thực tối thiểu thì tần số của tín hiệu lấy mẫu phải có độlớn tối thiểu bằng hai lần tần số lớn nhất của phổ tín hiệu tương tự: F s ≥ 2.F max (1). Với: F max là tần số max của dải phổ tín hiệu tương tự cần chuyển đổi Fs là tần số lấy mẫu Nếu: F s = 2.F max thì ta gọi tần số lấy mẫu này là tàn số Nyguist.Đề tài: các phương pháp chuyển đổi ADC và DAC thực nghiệm 2Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật viên cnttChu kỳ Nyguist: 1 1 TNyguist = = F 2.F a (2). U,i 0 U,i t 0 t Hình 1. Tín hiệu tương tự và tín hiệu sau khi lượng tử và rời rạchoá Như vậy, một tín hiệu tương tự có hàm tin x ...