Модуль усилителя с программируемым коэффициентом усиления и полосой пропускания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки, молодежи и спорта Украины

Национальный аэрокосмичекий университет им. Н.Е. Жуковского «ХАИ»

Модуль усилителя с программируемым коэффициентом усиления и полосой пропускания

Исполнитель

студентка 348 гр

Рыбалко С. П.

2012 г.

Введение

Для соединения между собой элементов измерительных и управляющих систем в целях обеспечения возможности передачи информации широко используются стандартные интерфейсы. Под стандартным интерфейсом понимается совокупность унифицированных аппаратных, программных и конструктивных средств, необходимых для реализации взаимодействия различных функциональных элементов в автоматических системах сбора и обработки информации при условиях, предписанных стандартом и направленных на обеспечение информационной, электрической и конструктивной совместимости указанных элементов. Основные показатели стандартного интерфейса: способ обмена информацией, электрические параметры аппаратуры интерфейса, конструкция аппаратуры.

Для различных устройств и условий их применения разработано большое количество стандартных интерфейсов. Некоторые из них получили широкое признание и используются во многих странах.

Одним из наиболее тщательно проработанных стандартных интерфейсов является интерфейс КАМАК, относящийся к интерфейсам типа прибор-прибор.

Интерфейс КАМАК устанавливает требования к конструкции входящих элементов, форма представления и порядку обмена информацией, энергетическим характеристикам источников питания и используемых электрических сигналов.

Интерфейс КАМАК предназначен для построения разнообразных систем, состоящих из преобразователей аналоговых сигналов, цифровых управляющих устройств и ЭВМ.

Функциональные элементы, связанные с интерфейсом, изготовлены в виде модулей. В каждом модуле может быть до 16 и более функциональных элементов, выполненных из интегральных микросхем ТТЛ (транзисторно-транзисторная логика) и ДТЛ (диодно-транзисторная логика).

Модули представляют собой вставные блоки, размещаемые в специальном конструктиве - крейте. Крейт имеет 25 станций для присоединения модулей. В правой части крейта устанавливается управляющее устройство - контроллер крейта, которое занимает две станции. Остальные 23 станции заняты модулями. Контроллер крейта обеспечивает управление работой модулей, обмен информацией между ними по шине крейта, а также связь с шиной ветви, которая объединяет крейты и устройство, управляющее всей системой. К шине ветви может быть присоединено до семи крейтов. Таким образом, ветвь может обслуживать до 161 модуля. К шине ветви кроме контроллеров присоединены драйвер ветви и конечное устройство. Драйвер ветви согласовывает интерфейс микро-ЭВМ с интерфейсом КАМАК, конечное устройство - отдельные линии шины ветви и создает необходимое смещение напряжения.

Шина крейта состоит из 56 линий. По линиям могут передаваться команды, стробирующие сигналы, коды данных, сигналы состояний и другая информация. Часть линий отведена для питания и передачи потенциала земли. Пять линий резервные. Соединения линий с разъёмами, а также электрические сигналы, используемые в системе КАМАК, стандартизованы.

В линиях связи для передачи цифровых сигналов применяются отрицательная логика и уровни напряжения, принятые в интегральных схемах ДТЛ и ТТЛ. При этом более высокий положительный уровень взят за логический ноль, а низкий уровень, близкий к нулю напряжения, - за логическую единицу.

Работой системы являются команды. Код команды образуется сигналами на линиях N, A, F и B. Команду можно разделить на три части: адрес, обозначение команды и признак ее выполнения. Команда может выполняться одновременно несколькими модулями. Адрес обеспечивает выбор нужных модулей, а также части модуля, непосредственно занятой выполнением операции [1].

В данной работе разрабатывается модуль усилителя с программируемыми коэффициентом усиления и полосой пропускания, управление работой которого осуществляется с помощью подключаемого интерфейса КАМАК.

Техническое задание

1. Наименование и область применения

1.1. Модуль усилителя с программируемым коэффициентом усиления и полосой пропускания предназначен для усиления сигнала

2. Основание для разработки

2.1. Разработка проекта выполняется на основании учебного плана по специальности 6. «Метрология, стандартизация и сертификация», курс 4, семестр 2.

2.2. Наименование и условное обозначение темы: «Модуль усилителя с программируемым коэффициентом усиления и полосой пропускания».

3. Цель и назначение разработки

3.1. Целью данной работы является приобретение навыков при разработке функциональных блоков, сопрягаемых с ЭВМ посредством стандартных интерфейсов.

3.2.Указанная цель достигается тем, что выполняются следующие задачи:

· обзор литературных источников;

· выбор разрядности внутренней шины данных и количества адресуемых регистров;

· присвоение субадресов внутренним регистрам и описание их форматов;

· установление источников запроса на обслуживание;

· составление списка команд и сигналов в виде таблицы;

· составление укрупненной структурной схемы модуля усилителя;

· составление временных диаграмм входных, выходных и внутренних сигналов;

· разработка подробной функциональной схемы модуля усилителя;

· разработка принципиальной схемы проектируемого устройства и описание ее работы;

· разработка блок-схемы;

· разработка конструкции и общего вида модуля усилителя.

4. Источники разработки

4.1 Титаренко С. П., Черепащук Г.А. Применение технических средств КАМАК для реализации АСУ ТП и АСК. Харьков: ХАИ, 1990 - 71 с.

4.2 Черепащук Г.А., Соболевский К.В., Подарева Н.М. Изучение стандартного измерительного интерфейса КАМАК. Харьков: ХАИ,1992-24 с.

4.3 Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных устройствах. - 2-е изд., перераб и доп. - Л.: Энерготомиздат,1998. - 304 с.

5. Технические требования

5.1. Состав продукции и требования к конструктивному устройству.

5.1.1. В состав изделия должны входить:

· модуль усилителя с программируемыми коэффициентом усиления и полосой пропускания (1 шт.);

· комплект разьемов;

· техническое описание, эксплуатационная и ремонтная документация ;

· инструкция по эксплуатации (1 шт.);

· упаковочная коробка (1 шт.).

5.1.2. Присоединительные размеры 1 М.

5.1.3. Масса блока - не более 0,6 кг.

5.1.4. Составные части модуля усилителя должны быть взаимозаменяемы по электрическим параметрам и габаритным размерам.

5.2. Основные технические параметры продукции.

5.2.1. Диапазон выходного напряжения, В 10

5.2.2. Диапазон коэффициента усиления 1,10,100,1000

5.2.3. Верхние границы полосы пропускания, Гц 10,100

5.2.4. Задание границ - программное.

5.3. Требования к надежности.

5.3.1. Гарантийный срок эксплуатации 36 месяцев.

5.3.2. Средняя наработка на отказ 100000 часов.

5.4. Требования к технологичности и метрологическому обеспечению.

5.4.1. Абсолютная Погрешность измерения 0,1 В.

5.4.3. Установка - в стандартном крейте КАМАК.

5.5. Модуль усилителя не должен влиять на окружающую среду.

5.6. Эстетические и эргономические требования.

5.6.1. Модуль усилителя должен иметь простой монтаж и обслуживание.

5.6.2. Модуль усилителя должен быть удобный в использовании.

5.7. Требования к стойкости и внешним воздействиям.

5.7.1. Нормативные требования по стойкости к внешним воздействиям по ГОСТ 1569-82.

5.8. Все составляющие модуля усилителя изготавливаются из высококачественного сырья.

5.9. Условия хранения и эксплуатации модуля :

· температура окружающей среды, оС 0…+40

· относительная влажность, % 853

· нормальное атмосферное давление, кПа 101,333,83

5.10. Требования к маркировке и упаковке.

5.10.1. Маркировку составных частей модуля производить по ГОСТ 26286-89.

5.10.2. Упаковка должна осуществляться согласно ОСТ 92-0935-89.

5.11. Требования к хранению и транспортировке.

5.11.1. Температура хранения, оС -10…+50;

Влажность, % 10- 95.

5.11.2. Транспортировка составных частей модуля должна производиться любыми видами транспорта без ограничений.

5.11.3. В процессе транспортировки, погрузки и выгрузки составных частей модуля исключать возможность падения с высоты, ударов, приводящих к разрушению упаковки.

5.12. Требования к качеству согласно ГОСТ 2.116-89.

6. Экономические показатели

6.1. На этапе проектирования конструкторской документации должна быть определена условная плановая цена блока при серийном производстве.

7. Правила приемки и виды испытаний

7.1 Модуль усилителя с программируемым коэффициентом усиления и полосой пропускания интерфейса КАМАК подвергается метрологической аттестации согласно ГОСТ 26.201.1-94

7.2 Периодичность поверки - 1 раз в год.

8. Перечень конструкторских документов

· ТЗ на разработку;

· Расчетно-пояснительная записка;

· паспорт;

· Структурная схема;

· Схема электрическая принципиальная;

· Перечень элементов.

Настоящее техническое задание может дополняться и исправляться в установленном порядке.

1. Общие сведения об интерфейсах

1.1 Характеристика интерфейсов

Появление интерфейса радикально изменило принципы построения сложных систем сбора и обработки информации, автоматизации эксперимента- измерительных информационных систем, послужило основой создания измерительно- вычислительных комплексов.

В узком смысле интерфейсом называют устройство сопряжения, в широком смысле под интерфейсом понимают совокупность механических, электрических и. программных средств, позволяющих объединять модули в систему.

Известно большое число интерфейсов, разработанных в разных странах и применяемых в различных устройствах. Все множество интерфейсов в зависимости от назначения можно разделить на три типа: машинные, системно- модульные и системно- приборные.

Под машинными подразумевают такие интерфейсы, которые решают задачу соединения центрального процессора ЭВМ данного типа с другими ее функциональными блоками, а также подключения периферийных устройств, в том числе устройств связи с объектом.

К системно - модульным относят интерфейсы, решающие задачу унификации сопряжения модулей (функциональных блоков), предназначенных для работы в системе, что определяет и их конструктивные особенности. Модули, выполненные с учетом применения подобного интерфейса, как правило, не рассчитаны на использование в качестве автономных приборов, которые могут работать отдельно, вне системы.

Системно - приборные интерфейсы объединяют в систему модули -приборы, которые могут работать автономно и для которых, характерны большие функциональные возможности (измерение ряда различных параметров, различные режимы работы, программируемость и т. д.). Конструктивные требования к интерфейсам этого типа, как правило, касаются лишь разъемов, а логика их функционирования сложна.

Интерфейсы, предназначенные для измерительной техники, иногда сокращенно называют измерительными. Решая задачу сопряжения, измерительные интерфейсы обеспечивают все перечисленные виды совместимости и взаимодействие процессоров с измерительной аппаратурой, которая также связана с устройствами сбора, накопления, регистрации и обработки информации.

Стандартные интерфейсы можно классифицировать в зависимости от схемы соединения модулей между собой и с центральным модулем (устройством обработки) системы. Различают три основных схемы соединений: каскадную, радиальную и магистральную.

Каскадная схема применима, когда общий поток информационных сигналов в каждый данный момент времени связывает между собой только один объект исследования, один источник испытательных сигналов и один измерительный прибор.

Радиальная схема характерна для случая, когда к центральному модулю необходимо подключить несколько модулей. При этом модули присоединяются непосредственно, поскольку центральный модуль располагает достаточным числом каналов для обмена данными.

Магистральная схема используется, когда число каналов у центрального модуля меньше требуемого. Отдельные модули связывают с центральным через общую магистраль с последовательным во времени адресным обращением. При каждом обращении к центральному модулю подключается только тот модуль, адрес которого вызывается программой.

Возможны и комбинированные схемы: каскадно - радиальная и каскадно-магистральная. Для соединения функциональных блоков или приборов между собой служат цепи, называемые линиями интерфейса. Группу линий, предназначенных для выполнения определенной функции в программно- управляемом процессе передачи данных, называют шиной, а всю совокупность линий - магистралью.

В системе шин интерфейсов условно можно выделить две магистрали: информационного канала и управления информационным каналом.

По информационной магистрали передаются коды данных, адресов, команд и состояний устройств.

Коды данных представляют информацию о процессах.

Коды адресов предназначены для выборки в магистрали устройств, узлов устройства, ячеек памяти. Обычно для адресации используется позиционный двоичный код (двоичный номер объекта), однако нередко применяется и кодирование, при котором каждому устройству выделяется отдельная линия адреса. Примером реализации такой системы адресации является интерфейс КАМАК.

Коды команд используются для управления функционированием устройств и обеспечения сопряжения между ними. В стандартах на интерфейс регламентируется минимально необходимый набор команд, который может быть расширен пользователем за счет резервных полей в кодах. По функциональному назначению различают адресные команды управления обменом информации между устройствами, команды изменения состояния и режимов работы. К наиболее распространенным командам относятся: «Чтение», «Запись», «Конец передачи», «Запуск».

Коды состояния представляют собой сообщения, описывающие состояния устройств сопряжения. Коды формируются в ответ на действия команд или являются отображением состояний функционирования устройства, таких как «Занятость устройства», «Наличие ошибки», «Готовность устройства» к приему или передаче информации и т. п.

Магистраль управления информационным каналом по своему функциональному назначению делится на ряд шин: управления обменом, передачи управления, прерывания, специальных управляющих сигналов.

Шина управления обменом включает в себя линии синхронизации передачи информации. В зависимости от принятого принципа обмена (асинхронного, синхронного) число линий может изменяться от одной до трех. Асинхронная передача происходит при условии подтверждения приемником готовности к приему и завершается подтверждением о приеме данных. При синхронной передаче темп выдачи и приема данных задается регулярной последовательностью сигналов.

Линии шины управления обменом в случае двунаправленной информационной магистрали выполняются, как правило, двунаправленными.

Шина передачи управления выполняет операции приоритетного занятия магистрали информационного канала. Наличие этой шины определяется тем, что взаимодействие в большинстве интерфейсов выполняется по принципу «ведущий-ведомый» («задатчик- исполнитель»), при котором «ведущее» устройство может брать управление шиной на себя в определенные моменты времени.

Шина прерывания применяется в основном в машинных интерфейсах ЭВМ и программно-модульных систем. Основная ее функция -- идентификация устройства, запрашивающего сеанс обмена информацией. Идентификация состоит в определении контроллером (процессором) исходной информации о запрашиваемом устройстве. В качестве информации об устройстве используется адрес источника прерывания либо адрес программы обслуживания прерывания (вектор прерывания).

Шина специальных управляющих сигналов включает в себя линии, предназначенные для обеспечения работоспособности и повышения надежности устройств интерфейса, К этим линиям относятся: линии питания, контроля источника питания, тактирующих импульсов, защиты памяти, общего сброса, контроля информации и т. п.

По способу передачи информации интерфейсы подразделяются на параллельные, последовательные, параллельно- последовательные.

В параллельных обмен данными производится за одну посылку, т. е. за один такт обмена. Это быстрый обмен, используемый в магистральных системах при небольшой длине магистрали и при фиксированной разрядности устройств, образующих систему. Такой обмен используется в системе КАМАК.

При последовательном обмене все сообщения информационного и управляющего потоков передаются последовательно по общей для них линии. Эти интерфейсы используются в распределенных системах при значительной удаленности компонентов друг от друга.

Параллельно - последовательный способ передачи является компромиссным по быстродействию и числу линий связи. Этот способ встречается в системах с различной разрядностью представления данных у различных устройств.

По принципу обмена информацией интерфейсы делят на синхронные и асинхронные.

В синхронных задаются фиксированные циклы обмена и каждая посылка данных сопровождается одним синхросигналом по которому производится стробирование данных. Таким является интерфейс КАМАК.

При асинхронном обмене источник и приемник данных обмениваются сигналами о выдаче и приеме данных, причем сигнал, сопровождающий данные на выходе источника существует до тех пор, пока источник не получит ответа приемника о приеме данных. Т. о. цикл обмена не является фиксированным, а зависит от быстродействия взаимодействующих устройств.

По режиму передачи информации интерфейсы делят на интерфейсы:

с двусторонней одновременной передачей (дуплексный режим);

с двусторонней поочередной передачей (полудуплексный);

с односторонней передачей (симплексный режим), [конспект].

1.2 Краткая характеристика интерфейса КАМАК

Система КАМАК (САМАС - Computer Automated Measurement And Control) была разработана и предложена совместно европейским комитетом ESONE -European Standards of Nuclear Electronics и американским комитетом US NIM. Первоначально концепция системы была принята пятью лабораториями, находившимися во Франции, ФРГ, Италии, Бельгии, Нидерландах, с целью выбора общего стандарта и определения общих потребностей. В 1966 году началась работа над системой стандартов КАМАК.

Основой системы КАМАК является крейт с 25 ячейками (станциями), в которые по направляющим вставляются модули, включая контроллер. Модуль может занимать одну или несколько ячеек. Обмен данными между модулями происходит по внутренним шинам крейта - горизонтальной магистрали и организуется контроллером. Существует несколько конфигураций системы, обусловленных выбранным способом управления крейтом и организацией его связи с управляющей ЭВМ.

Обмен информацией между несколькими крейтами (максимально до семи) и компьютером может осуществляться через так называемую вертикальную магистраль с параллельной передачей данных. Подобная структура из-за больших затрат на организацию кабельной магистрали с параллельными линиями оказывается целесообразной для средних и больших пространственно ограниченных систем. Скорость передачи данных в магистрали может превышать 107 бит/с. При определенных условиях к компьютеру может быть присоединено несколько вертикальных магистралей.

Управление работой крейта и, как правило, организация связи крейта с компьютером возлагается на контроллер крейта, который должен занимать управляющую и одну нормальную станцию, они соответствуют двум правым станциям (24, 25). Оставшиеся станции занимают исполнительные модули. Они связываются с контролером крейта через магистраль.

Контроллер крейта играет роль управляющего модуля, в большинстве случаев он играет роль пассивного приемника команд КАМАК, которые ему передает компьютер. После получения команды контроллер дешифрует адрес модуля и генерирует сигнал на индивидуальной шине N.

Каждая ячейка крейта адресуется контроллером по отдельной соответствующей линии выборки N (ячейки на лицевой панели крейта нумеруются слева направо от N=1 до N=23). Обращение к конкретному источнику задается кодом субадреса. Адрес узла можно задавать любым от А(0) до А(15). Каждый элемент модуля может иметь набор до 32 различных операций. Для задания 32 функций от F(0) до F(31) используют пять функциональных линий F16, F8, F4, F2 и F1. В выбранном по адресу N модуле коды субадреса и функции дешифруются.

При инициализации модуль полностью дешифрует субадрес и команду и подает в магистраль сигнал X, При определенных командах модуль может выработать сигнал Q. Эти сигналы принимаются контроллером крейта по стробу S1.

Из операций чтения определены только 4 команды: F(0), F(l), F(2), F(3). По этим командам содержимое регистров, к которым произошло обращение, выставляется на R-шины, и по стробу S1 переписывается в регистр-приемник.

Из операций записи определены 6 команд F(16), F(17), F(18), F(19), F(21), F(23). По этим командам содержимое регистра-источника (либо преобразованный код регистра-источника) выставляется на шины W и по стробу S1 переписывается в регистр модуля.

Каждый модуль может генерировать сигнал L-запрос на обработку. Шины, по которым передается этот сигнал, являются индивидуальными, как и N-шины. Адресуемый модуль не должен выставлять L-сигнал до конца текущей операции. Неадресуемый модуль может устанавливать L-сигнал в любое время. Когда модуль, который генерирует L-1, принимает команду, заставляющую его устранить этот вызов, он должен запретить L сигнал или сбросить L запрос.

Команды F(8) - F(15) шины R и W не используют. С помощью команды F(8) может проверить наличие запроса от конкретного источника, адресуясь к соответствующему разряду регистра запроса А(14). Субадрес команды F(8) можно интерпретировать как номер разряда регистра А(14).

Команда F(10) сбрасывает запрос от источника, указанного в субадресе команды.

Команды F(24) - F(31) шины R и W не используют. Команда F(24) запрещает какую-либо функцию модуля или маскирует L сигнал. Элемент модуля, функции которого запрещается, задается субадресом команды. Действие команды начинается по S1 или S2.

Команда F(25) инициирует исполнение какой-либо функции ее начало или окончание. Команда используется, когда команды F(24) и F(26) непригодны. Элемент, который инициализируется командой, задается субадресом команды. Субадрес может интерпретироваться как задание конкретного действия из множества возможных действий. Действие может начинаться по S1 или S2.

Команда F(26) разрешает какую-либо функцию элемента или снимает маску L-сигнала. При наличии регистра маски выполнение команды эквивалентно установке

соответствующего разряда регистра А(13). Эта команда обратная к команде F(24). Действие начинается по S1 или S2.

Команда F(27) вырабатывает на шине Q ответ, соответствующей состоянию выбранной части модуля по субадресу команды.

Команды F(28), F(30) нестандартные. Команды F(29), F(31) зарезервированы для дальнейших расширений.

Сигнал занятости В=1 указывает на выполнение в данное время модулем операции (адресной или безадресной).

Сигнал Х=1 о восприятии команды выдает модуль, оповещая тем самым о возможности самостоятельного выполнения этой команды или об ее выполнении совместно со связанным внешним прибором. Сигнал X должен быть установлен до появления строб- сигнала S1. Во время действия сигнала S1 выполняется анализ значения X, которое должно сохранятся неизменным до завершения строб- сигнала S2.

Сигнал подтверждения Q используется в ряде случаев. Так, выбранный по адресу модуль во время выполнения им операции посылкой Q может сигнализировать о своем соответствующем состоянии. Значение сигнала в линии Q контроллер оценивает во время действия строб- сигнала S1. При выполнении операций чтения и записи адресованный модуль должен установить нулевое или единичное значение Q до появления строб- сигнала S1 и сохранять его неизменным по крайней мере до завершения действия строб- сигнала S2.

Сигналом L (LAM-сигнал, от англ. "Look At Me" ) модуль (через контроллер) посылает заявку в процессор о необходимости прервать текущую программу и начать выполнение программы обслуживания этого модуля. Сигнал L в контроллер передается по линии выборки L, каждая из которых нумеруется идентично номеру соответствующей ячейки: L1...L23.

Сигналы подготовки Z и гашения С формируются при выполнении безадресных операций при передаче данных и должны воздействовать на все устройства, связанные общими линиями этих сигналов, до появления строб-сигнал S2. Эти сигналы требуют одновременного с ними действия сигнала В=1. Сигнал Z имеет абсолютный приоритет по отношению ко всем прочим сигналам, и при воздействии Z=l все регистры сбрасываются в свои начальные состояния. Сигналом С=1 сбрасываются в нулевое состояние только выбранные пользователем регистры и отдельные триггеры.

Сигнал блокировки I может быть сформирован в произвольный момент времени, блокируя в модуле реализацию всех предусмотренных функций.

интерфейс диаграмма сигнал блок

2. Перечень измерительных интерфейсных задач

Чтение, запись;

Установка коэффициента усиления;

Установка полосы пропускания;

чтение содержимого регистра состояния;

формирование LAM - запросов;

контроль запроса L;

формирование Q;

3. Выбор разрядности внутренней шины данных и количество программно доступных функциональных элементов и адресуемых регистров

В данном модуле используется четырех разрядный регистр коэффициента усиления, один двухразрядный регистр полосы пропускания и один двухразрядный регистр состояния.

4. Присвоение субадресов внутренним регистрам

В модуле имеется два программно управляемых регистра (для коэффициента усиления и полосы пропускания соответственно), которым присваиваем субадреса А(0) и А(1). Регистры А(0)- четырехразрядные, а А(1) - двухразрядный.

Рассмотрим их структуру на рисунках 1 и 2.

Рисунок 1 - Структура регистра коэффициента усиления

Рисунок 2 - Структура регистра полосы пропускания

Регистру состояния присвоим субадрес А(2).

5. Установление источников запроса на обслуживание

Источником запроса на обслуживание в модуле является насыщение при минимальном значении коэффициента усиления, т.е равном 1. Это служит источником для формирования сигнала LAM=0 низкого уровня, что является его активным состоянием, после чего он поступает на блок формирования L-сигнала, а L-запрос является тем единственным сигналом, которым модуль сообщает контроллеру крейта о наличии в нем хотя бы одного запроса на обслуживание.

6. Список команд

Функция	Субадрес	Действие	Сигнал отклика
F(0)	A(0)	Чтение содержимого регистра коэффициента усиления	Q=1
F(0)	A(l)	Чтение содержимого регистра полосы пропускания	Q=1
F(0)	A(2)	Чтение содержимого регистра состояния	Q=1
F(8)	A(4)	Контроль L-запросом	Q=L
F(10)	A(4)	Сброс запросов на обслуживание	Q=1
F(16)	A(0)	Запись в регистр коэффициента усиления	Q=1
F(16)	A(1)	Запись в регистр полосы пропускания	Q=1
F(24)	A(4)	Запрет L-запроса	Q=1
F(26)	A(4)	Разрешение L-запроса	Q=1

Q - определяет состояние модуля;

Z - приводит все схемы модуля КАМАК в исходное состояние;

C - приводит в исходное состояние триггеры;

X - указывает на то, что модуль может выполнить команду;

L - указывает на необходимость обслуживания модуля.

7. Временные диаграммы

На рисунке 3 представлены временные диаграммы работы модуля усилителя с программируемым коэффициентом усиления и полосой пропускания.

Рисунок 3 - Временные диаграммы работы модуля

8. Структурная схема модуля усилителя с программируемым коэффициентом усиления и полосой пропускания

После проверки «0» и «Uоп» на усилитель поступает напряжение. С помощью электрического реле происходит переключение коэффициента усиления и полосы пропускания. Компаратор контролирует усиленное напряжение, чтобы оно не превышало установленную норму (±10В) (чтобы не происходило насыщения системы). В случае насыщения системы при минимальном коэффициенте усиления (К=1), формируется LAM - запрос. Этим сигналом модуль посылает заявку в крейтконтроллер.

9. Описание работы электрической принципиальной схемы

Входное напряжение с помощью двух ключей проверяется на 0 и на Uоп=+2,5В, результат записывается в регистр состояния А(2).Когда оба ключа закрыты напряжение поступает на усилитель. С помощью набора резисторов и реле переключается коэффициент усиления, значение выводится на индикацию (набор светодиодов) и записывается в регистр А(0). С помощью активного НЧ фильтра второго порядка и набора конденсаторов переключается значение полосы пропускания и также выводится на индикацию (группа светодиодов) и записывается в регистр А(1). Запись в регистры производится командами F(16) A(0) и F(16) A(1), а чтение производится по командам F(0) A(0) и F(0) A(1). Для выбора необходимого коэффициента усиления, в системе присутствует компаратор КР 597 САЗ, который сравнивает напряжение после усиления и заданное напряжение равное ±10В. Если при сравнении усиленный сигнал выходит за допустимые пределы (-10…+10)В, т.е. происходит насыщение, то компаратор выдает сигнал для изменения коэффициента на более низкий и т.п. Если же система имеет насыщение при минимальном коэффициенте усиления, т.е. равным 1, то компаратор выдает сигнал на формирователь LAM запроса. Сигнал запроса LAM формирует сигнал L. Контроль сигнала L выполняется командой F(8) A(15). Разрешение L сигнала выполняется командой F(24) A(15). Запрещение вывода LAM производится сигналами F(26) A(15). Состояние системы производится м помощью команды F(27) A(15) Формирование управляющих сигналов производится с использованием инверсной логики.

10. Блок-схема алгоритма работы модуля

11. Конструкция модуля

Модуль усилителя с программируемым коэффициентом усиления и полосой пропускания представляет собой печатную плату, закрепленную на металлическом каркасе с передней панелью, на которую выведены разъем для подключения исследуемого внешнего сигнала и индикаторы для отображения коэффициента усиления и полосы пропускания.

1 - светодиоды для отображения коэффициента усиления.

2 - светодиоды для отображения полосы пропускания.

3 - разъем для подключения внешнего сигнала.

4 - разьем для подлючения выходного сигала.

5 - винт для подключения модуля к крейту КАМАК.

Заключение

Система КАМАК имеет ряд преимуществ по сравнению с другими стандартными интерфейсами. Основным из них является ее значительная структурная гибкость. Структурная организация КАМАК удовлетворяет многим типовым требованиям, а новые модификации, расширение или замена отдельных модулей не требуют принципиального изменения связей. Поэтому различные по назначению системы используются с минимумом затрат средств и времени. Располагая определенным набором модулей, как разработчики, так и пользователи, могут создавать сложные измерительные или управляющие системы по соответствующим структурным схемам.

К недостаткам системы КАМАК относится большое количество линий в шинах крейта и ветви, несоответствие длины слова длине, принятой в большинстве мини- микроЭВМ, и др.

Список использованных источников

1. Титаренко С. П., Черепащук Г. А. Применение технических средств КАМАК для реализации АСУ ТП и АСК.- ХАИ,1990.-70с.

2. Черепащук Г. А., Соболевский К. В., Подарева Н. М. Изучение стандартного измерительного интерфейса КАМАК.- ХАИ,1992.-24с.

3. Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных устройствах. - 2-е изд., перераб и доп. - Л.: Энерготомиздат,1998. - 304 с.: ил.

Размещено на Allbest.ru

...