Расчёт параметров АЦП и цифрового сигнала

Основные характеристики АЦП - частота запуска и разрядность выходного кода. Их и надо определить по спектру сигнала и по шумам квантования.

Интервал дискретизации Dt по времени определяем на основе теоремы Котельникова по неравенству:

Dt £ 1/(2×Fв), (2.1)

где Fв=wс/(2×p) - верхнее значение частоты спектра сигнала.

Dt=p/2574=1.22×10-3 с.

Частота запуска АЦП рассчитывается по формуле:

; (2.2)

Fд=1/Dt=1/1.22×10-3 =819 Гц.

Необходимо, чтобы сигнал был представлен не менее чем четырьмя отсчетами. Для выполнения этого условия уменьшим интервал Dt:

Dt=0.0006 с, частота запуска АЦП Fд=1/Dt=1/0.0006 =1666.7 Гц.

График дискретизированного по времени сигнала изображен на рис. 2.1.

Следующими этапами преобразования сигнала являются квантование импульсных отсчетов по уровню и кодирование. Разрядность кодов определяется исходя из динамического диапазона квантуемых по уровню импульсных отсчетов. При этом в качестве верхней границы динамического Umax

принимается напряжение самого большого по амплитуде отсчёта. Нижняя граница диапазона равна минимальному значению сигнала, либо определяется по формуле:

, (2.3)

где К ¾ коэффициент, приведённый в задании на курсовую работу.

Вычислим по (2.3).

min=0,08/28=0.002857 В.

Найдём число уровней квантования по формуле:

, (2.4)

где g ¾ отношение мгновенной мощности сигнала к мощности шума квантования (приводится в задании).

.

Известно, что при использовании двоичного кодирования число кодовых комбинаций, равное числу уровней квантования, определяется выражением:

, (2.5)

где m ¾ разрядность кодовых комбинаций.

Откуда

. (2.6)

Подставив значение nкв получим:

бит.

цифровой сигнал колоколообразный экспоненциальный

Длительность элементарного кодового импульса tи определяется исходя из интервала дискретизации Dt и разрядности кода m. Здесь необходимо ввести защитный интервал, под который отведем половину Dt. В итоге получим выражение:

; (2.7)

tи = 0.0006 /12 =50 мкс.

На основании полученного значения разрядности кода и интервала дискретизации выберем АЦП. Полученным значениям удовлетворяет микросхема К1107ПВ1. Характеристики микросхемы приведены в табл. 2.1.

Таблица 2.1 Технические характеристики АЦП

Интересное из раздела

Цифровой КИХ-фильтр для частотной селекции измерительных сигналов
Цифровой фильтр (ЦФ) - устройство, пропускающее, либо подавляющее заданные в цифровой форме сигналы в определенной полосе частот. В отличие от аналоговых фильтров, у кото ...

Расчет характеристик сигналов и каналов связи
На современном этапе развития перед железнодорожным транспортом стоят задачи по увеличению пропускной и провозной способности, грузовых и пассажирск ...

Двухканальный усилитель низкой частоты 2х22Вт
Предлагаемый усилитель обладает малыми габаритами и широким диапазоном питающих напряжений. УНЧ воспроизводит частоты 45 Гц…20 кГц при коэффициенте нелинейн ...