Выбор коммутатора, его характеристики

Коммутатором называют комбинационное устройство, обеспечивающее передачу в желаемом порядке аналоговой информации, поступающей по нескольким информационным входам на один выход. Они представляют собой набор аналоговых ключей с внутренними цифровыми схемами управления.

Сигналы на адресных входах определяют, какой конкретно информационный канал подключен к выходу. Если между числом информационных входов n и числом адресных входов m действует соотношение n=2^m, то такой мультиплексор называют полным. Если n<2^m, то мультиплексор называют неполным.

Разрешающие входы используют для расширения функциональных возможностей мультиплексора. Они используются для наращивания разрядности мультиплексора, синхронизации его работы с работой других узлов. Сигналы на разрешающих входах могут разрешать, а могут и запрещать подключение определенного входа к выходу, т.е. могут блокировать действие всего устройства.

Так как из расчетов схем работы измерительного канала (см. п. 2.1) мы выбрали схему с сумматором, то из справочника [3] выбираем коммутатор К590КН6.

Основные характеристики коммутатора К590КН6:

· Число каналов 8;

· Напряжение питания = ±15 В;

· Коммутируемое напряжение = ±15 В;

· Коммутируемый ток = 20 мА;

· Сопротивление открытого канала = 300 Ом;

· Время включения = 0,3 мкс;

· Входной ток утечки = 50 нА;

· Выходной ток утечки = 70 нА.

Выбор АЦП

По справочнику [4] выбираем 12-разрядный АЦП последовательных приближений с интерфейсом микропроцессора К1108ПВ2, поскольку требуется измерить мгновенное значение

Микросхема представляет собой быстродействующий 12-разрядный аналого-цифровой преобразователь последовательного приближения, сопрягаемый с микропроцессорами, со временем преобразования не более 2 мкс и предназначена для преобразования входного аналогового напряжения в выходной прямой двоичный код. Содержит ЦАП, встроенный источник опорного напряжения (ИОН), компаратор напряжения, генератор тактовых импульсов (ГТИ), регистр последовательных приближений, схему управления, выходной регистр на 3 состояния с хранением информации преобразования в течение последующего цикла преобразования и схему перевода в 8-разрядный режим работы с временем преобразования 0.75 мкс.

Предусмотрены режимы работы АЦП с внешним и внутренним тактированием и запуском, режим работы с внешним и внутренним ИОН, униполярный и биполярный диапазоны входного аналогового напряжения. Выходы имеют три состояния.

Имеется дополнительный цифровой выход переполнения OVF. Уровни соответствуют ТТЛ-схемам.

Цикл преобразования длится 14 тактов (первый и последний — служебные). Изменение входного сигнала допускается только во время первого такта. Сигнал переполнения с уровнем логической 1 появляется на выводе 5, если амплитуда входного сигнала превышает допустимое значение на 1 МЗР. Временные диаграммы показаны на рис.8.

Внутренний ГТИ может работать как в автоколебательном режиме, так и в режиме управления внешними импульсами. В первом случае к выводу 1 подключают частотозадающий конденсатор или кварцевый резонатор (на частоту до 7.3 МГц), во втором его соединяют с цифровой землей, а на вывод 2 подают импульсы с уровнями ТТЛ и длительностью не менее 60 нс. При биполярном преобразовании вывод 33 соединяют с землей. Управление микросхемы по входам CLK, ST и ERD осуществляется управляющим напряжением ТТЛ НИЗКОГО уровня. Назначения выводов сведены в табл.1., а схема подключения АЦП с внутренними ИОН и ГТИ показана на рис.9.

Для уменьшения уровня помех, приведенных к входу, управление выходным регистром по входу ERD и изменение сигнала на цифровых выходах желательно осуществлять после завершения цикла кодирования.

Выход внутреннего ИОН можно подключать к внешним устройствам с током нагрузки не более 1 мА.

Предельно допустимые режимы работы и основные электрические параметры сведены в таблицах 2 и 3 соответственно.

Максимальное измеряемое напряжение в биполярном режиме ±3 В.

Входное сопротивление АЦП не менее 1 Мом.