Điều khiển động cơ điện một chiều - chương 4

Tham khảo tài liệu điều khiển động cơ điện một chiều - chương 4, kỹ thuật - công nghệ, điện - điện tử phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Điều khiển động cơ điện một chiều - chương 4 Nguyenvanbientbd47@gmaill.com Ch−¬ng 4 ThiÕt kÕ card ghÐp nèi A/D - D/A4.1 Kh¸i niÖm chung Ngµy nay viÖc gia c«ng, truyÒn ®¹t tÝn hiÖu còng nh− qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn vµ chØ thÞ phÇnlín ®−îc thùc hiÖn theo ph−¬ng ph¸p sè. Trong khi ®ã tÝn hiÖu trong tù nhiªn l¹i biÕn ®æiliªn tôc theo thêi gian, nghÜa lµ cã d¹ng t−¬ng tù. §Ó phèi ghÐp gi÷a nguån tÝn hiÖu t−¬ngtù vµ c¸c hÖ thèng xö lý sè, ng−êi ta dïng c¸c m¹ch chuyÓn ®æi t−¬ng tù - sè (ADC -Analog Digital Converter) nh»m biÕn ®æi tÝn hiÖu t−¬ng tù sang sè hoÆc dïng c¸c m¹chchuyÓn ®æi sè - t−¬ng tù (DAC - Digital Analog Converter) trong tr−êng hîp cÇn biÕn ®æitÝn hiÖu sè sang t−¬ng tù.4.2 ChuyÓn ®æi t−¬ng tù - sè (ADC – Analog Digital Converter)4.2.1 Nguyªn t¾c lµm viÖc cña ADC Nguyªn lý lµm viÖc cña ADC ®−îc minh ho¹ trªn s¬ ®å khèi. H×nh 5.1: S¬ ®å khèi nguyªn t¾c lµm viÖc cña ADC TÝn hiÖu t−¬ng tù UA ®−îc ®−a ®Õn m¹ch lÊy mÉu, m¹ch nµy cã hai nhiÖm vô: • LÊy mÉu nh÷ng tÝn hiÖu t−¬ng tù t¹i nh÷ng thêi ®iÓm kh¸c nhau vµ c¸ch ®Òu. Thùc chÊt ®©y lµ qu¸ tr×nh rêi r¹c ho¸ tÝn hiÖu vÒ mÆt thêi gian. • Gi÷ cho biªn ®é tÝn hiÖu t¹i c¸c thêi ®iÓm lÊy mÉu kh«ng thay ®æi trong qu¸ tr×nh chuyÓn ®æi tiÕp theo ( qu¸ tr×nh l−îng tö ho¸ vµ m· ho¸). Qu¸ tr×nh l−îng tö ho¸ Hµ Ngäc Th¾ng Nguyenvanbientbd47@gmaill.com thùc chÊt lµ qu¸ tr×nh lµm trßn sè. L−îng tö ho¸ ®−îc thùc hiÖn theo nguyªn t¾c so s¸nh tÝn hiÖu cÇn chuyÓn víi c¸c tÝn hiÖu chuÈn. M¹ch l−îng tö ho¸ lµm nhiÖm vô rêi r¹c tÝn hiÖu t−¬ng tù vÒ mÆt biªn ®é. Trong m¹ch m· ho¸, kÕt qu¶ l−îng tö ho¸ ®−îc x¾p xÕp lai theo mét quy luËt nhÊt ®Þnh phô thuéc lo¹i m· yªu cÇu ë ®Çu ra bé chuyÓn ®æi. NhiÒu lo¹i ADC , qu¸ tr×nh l−îng tö ho¸ vµ m· ho¸ x¶y ra ®ång thêi, lóc ®ã kh«ng thÓ t¸ch rêi hai qu¸ tr×nh , phÐp l−îng tö ho¸ vµ m· ho¸ ®−îc gäi chung lµ phÐp biÕn ®æi AD.4.2.2 C¸c tham sè c¬ b¶n cña ADC C¸c tham sè c¬ b¶n cña bé biÕn ®æi ADC gåm d¶i biÕn ®æi cña ®iÖn ¸p t−¬ng tù ë ®Çuvµo, ®é chÝnh x¸c cña bé chuyÓn ®æi, tèc ®é chuyÓn ®æi.- D¶i biÕn ®æi cña ®iÖn ¸p tÝn hiÖu t−¬ng tù ë ®Çu vµo lµ kho¶ng ®iÖn ¸p mµ sè tõ 0 ®Õn mét sè d−¬ng hoÆc sè ©m nµo ®ã, hoÆc còng cã thÓ lµ ®iÖn ¸p hai cùc tÝnh: -UA ÷+UA.- §é chÝnh x¸c cña ADC: Tham sè ®Çu tiªn ®Æc tr−ng cho ®é chÝnh x¸c cña ADC lµ ®é ph©n gi¶i. TÝn hiÖu ë ®Çu ra cña mét ADC lµ c¸c gi¸ trÞ ®−îc s¾p xÕp theo mét quy luËt cña mét lo¹i m· nµo ®ã. Sè c¸c sè h¹ng cña m· sè ®Çu ra ( sè bits trong tõ m· nhÞ ph©n) t−¬ng øng víi gi¶i biÕn ®æi cña ®iÖn ¸p vµo cho biÕt møc chÝnh x¸c cña phÐp chuyÓn ®æi. VÝ dô mét ADC cã sè bits ë ®Çu ra lµ n = 8 th× sÏ ph©n biÖt ®−îc 28 møc trong d¶i biÕn ®æi ®iÖn ¸p vµo cña nã. Nh− vËy trong thùc tÕ dïng sè bits ®Ó ®¸nh gi¸ ®é chÝnh x¸c cña mét ADC khi gi¶i biÕn ®æi ®iÖn ¸p vµo lµ kh«ng ®æi. Liªn quan ®Õn ®é chÝnh x¸c cña mét ADC cßn cã c¸c tham sè kh¸c nh−: mÐo phi tuyÕn,sai sè khuÕch ®¹i, sai sè lÖch kh«ng, sai sè l−îng tö ho¸.- Tèc ®é chuyÓn ®æi cho biÕt sè kÕt qu¶ chuyÓn ®æi trong mét gi©y, ®−îc gäi lµ tÇn sè chuyÓn ®æi fc. Còng cã thÓ dïng tham sè thêi gian chuyÓn ®æi Tc ®Ó ®Æc tr−ng cho tèc ®é chuyÓn ®æi. Víi mét ADC th−êng th× fc < 1/Tc v× gi÷a c¸c lÇn chuyÓn ®æi ph¶i cã mét thêi gian cÇn thiÕt ®Ó ADC phôc håi l¹i tr¹ng th¸i ban ®Çu. Mét ADC cã tèc ®é chuyÓn ®æi cao th× ®é chÝnh x¸c gi¶m vµ ng−îc l¹i. Hµ Ngäc Th¾ng Nguyenvanbientbd47@gmaill.com-4.2.3 C¸c ph−¬ng ph¸p chuyÓn ®æi t−¬ng tù - sè Cã nhiÒu c¸ch ph©n lo¹i ADC, nh−ng hay dïng h¬n c¶ lµ ph©n lo¹i theo qu¸ tr×nh chuyÓn®æi vÒ mÆt thêi gian. Trong ®å ¸n nµy chØ giíi thiÖu mét sè ph−¬ng ph¸p ®iÓn h×nh.4.2.3.1 ChuyÓn ®æi A/D theo ph−¬ng ph¸p song song Nguyªn t¾c ho¹t ®éng. TÝn hiÖu t−¬ng tù UA ®−îc ®ång thêi ®−a ®Õn c¸c bé so s¸nh tõ S1 ®Õn Sm. §iÖn ¸p chuÈnUch ®−îc ®−a ®Õn ®Çu vµo thø 2 cña c¸c bé so s¸nh qua thang ®iÖn trë R. Do ®ã c¸c ®iÖn ¸pchuÈn ®Æt vµo c¸c bé so s¸nh l©n cËn kh¸c nhau mét l−îng kh«ng ®æi vµ gi¶m dÇn tõ S1 ®ÕnSm. §Çu ra cña c¸c bé so s¸nh cã ®iÖn ¸p lín h¬n ®iÖn ¸p chuÈn lÊy trªn thang ®iÖn trë cãmøc logic 1, c¸c ®Çu ra cßn l¹i cã møc logic 0. C¸c ®Çu ra cña m¹ch so s¸nh ®−îc nèivíi m¹ch AND, mét ®Çu m¹ch AND ®−îc nèi víi m¹ch t¹o xung nhÞp. ChØ khi cã xungnhÞp ®−a ®Õn ®Çu vµo AND th× c¸c xung trªn ®Çu ra cña bé so s¸nh míi ®−a vµo m¹ch nhíFlip_Flop (FF). Nh− vËy cø sau mét kho¶ng thêi gian b»ng chu kú xung nhÞp l¹i cã mét tÝnhiÖu ®−îc biÕn ®æi vµ ®−a ®Õn ®Çu ra. Xung nhÞp ®¶m b¶o qu¸ tr×nh so s¸nh kÕt thóc míi®−a xung nhÞp vµo bé nhí. Bé m· ho¸ sÏ biÕn ®æi tÝn hiÖu vµ d−íi d¹ng m· ®Õm thµnh m ...