Schritt 13: Schaltplan und Funktionen
Der Gesamtschaltung Schaltplan ist in der Abbildung gezeigt. Die full-Size-Version kann gesehen werden, indem Sie auf das Bild klicken und bei Bedarf die große Datei herunterzuladen. Eine zwei-Seiten-Druckversion ist auch in der Fertigung Schritt zusammen mit dem 1:1-PCB-Dateien gegeben.
Stromversorgung:
Die Stromversorgung der ±12V abgeleitet ist und + 5V Ausgänge des PC SMPS 250mA geschützte und 500mA Sicherungen bzw..
U3 bietet 9V von + 12V und U4 + 5V aus dem + 9V.
R1 paßt die Pin1 Spannung U2 die mit - 12V betrieben wird, um zu bieten eine - 2,5V offset Spannung für die analogen Eingangsstufen.
DSPIC30F4011 Schaltung:
Die grundlegende Verbindung DSPIC30F4011 Mikro-Controller ist in der Abbildung gezeigt.
+ 5V bildet die VDD / AVDD und Gnd die VSS eine gefilterte Version der + 5V Formen der + VREF.
Pins 4-9 AN2-AN8 Form der sechs analogen Eingangskanäle.
13 & 14 Pins sind mit 6 MHz Kristall verbunden.
Pins 15 und 16 sind für die serielle Kommunikation verwendet.
Pin 19 OC4 ist die PWM-Referenz für die Probenahme-DAC
Stifte, 23, 22 und 18 bilden die DAC PWM-Ausgänge
Pins 27-30 sind die digitalen Eingänge
Pins 35-38 sind die digitalen Ausgänge
34-PIN dient zur Busy angeben
Pin 25 & 26 sind reserviert für die serielle Programmierung
Und Pin 17 dient als der Rand Trigger Interrupt für den analogen Eingang Kanal 1
Serielle Schnittstelle:
Eine einfache serielle Schnittstelle basiert auf der Verfügbarkeit von + 5V und -2,5V liefert. Q5 bildet einen Wechselrichter und TTL Pegelwandler für die PC-TX-Daten und Q6 nimmt der Mikrokontroller TTL TX Daten und wandelt sie in Pseudo RS232 Ebenen von - 2,5 v bis + 5V für die PC-RX-Daten geeignet.
Die Datenrate in Software programmiert ist 115 Kbit / s.
Analoge Schnittstelle:
U1A bildet die Eingabeschnittstelle für Analogkanal 1. Die mögliche Teiler R2 + R3 & R6 schafft eine Eingangsimpedanz von ~ 1MΩ und ein Gefälle von 8 für die Eingabe ±10V signalisieren. Die möglichen geteilte Signal erscheint am Ausgang des U1A mit einer nicht-invertierenden Verstärkung von 2.
A - 2,5V Offset-Spannung speist im R8 erscheint als ein + 2,5V offset am Ausgang des U1A wegen der Umkehrung Einheit gewinnen R9/R8.
Effektiv die ±10V Eingangssignal erscheint als eine 0 bis + 5V Signal bei AN2. Die Eingangsimpedanz ist ~ 1MΩ und der Frequenzgang durch die große Bandbreite FET OpAmp LF353 Eigenschaften bestimmt ist in der Regel 2 MHz.
Stromkreis zu unterbrechen:
Die Ausgabe des U1A bildet einen der Eingänge zu den Komparator IC U16, LM311. Der andere Eingang entsteht durch Mittelwertbildung aus den PWM-Ausgang OC3. U16 wird als Komparator mit Hysterese mit Rückführwiderstand R43 konfiguriert.
Im Betrieb wird der Interruptmodus von Software während die kontinuierliche und Schiebetüren Funktionen von "Capture Mode" aufgerufen. Die Ausgabe des U1A wird verglichen mit dem Durchschnittswert von OC3 liegt zwischen 0 und + 5V und eine rechteckige Wellenform entsteht an den Interrupt-Eingang. Dieses Interrupt wird verwendet, um wählen die + Ive / Ive - Kante für die Auslösung der "Capture-Modus".
Digital Input/Output-Schnittstelle
Ein 54LS244 Oktal Puffer, U5 wird verwendet, um die digitalen ein- und Ausgänge zum und vom Mikrocontroller-Puffer. Dadurch haben die Pufferung und Schutz für die Mikrocontroller-i/o-Pins.
Digital-Analog-Wandler-Schaltungen
Eine neuartige PWM basierte Digital zu Analog Konverter Schaltung als Bestandteil der Aj-ATE-Hardware realisiert worden.
Einfach Digital-Analog-Wandler (DACs) realisiert durch Low-Pass-Filter, Mikro-Controller erzeugte Pulse-Width-Modulated (PWM) Signale eine Antwort haben, die in der Regel ein Zehntel der Filter-cutoff-Frequenz. Dieses Design-Idee ist eine neuartige Implementierung einer Methode skizziert in (Referenz 1) beschäftigt eine Referenz-Rampe deren Ausgang probiert-und-Besitz der PWM ist signal bietet eine Durchsatzrate gleich der PWM-Frequenz. Die Schaltung implementiert eine ±10V, 10-Bit DAC mit einem Durchsatz von 20 KHz.
Ein Mikrochip DSPIC30F4011 wird bei einer Taktfrequenz von 96 MHz betrieben und erfassen PWM-Signale sind für eine Anzahl von 1200 entspricht einer PWM-Frequenz von 20 KHz eingestellt. PWM-Signal OC4 mit einer festen Anzahl von 1170 dient als Referenz für Rampe Generation und OC1 steuert die PWM-DAC. IC U1A zusammen mit PNP-Transistor Q1 bildet eine Präzision Stromquelle aufladen Kondensator C2. OC4 invertiert durch IC U3A Schalter ON NPN-Transistor Q2 für einen Zeitraum von 30 Punkten erzeugen eine nominale 0-5V Rampe am Kondensator C2. Die Rampe wird verstärkt und durch IC U1B gepuffert, Gain und Offset durch Potentiometer R5 und R2 eingestellt werden. PWM-Signal OC1 nach Kondensator C3 und Widerstand R9 differenziert wird durch IC U3B invertiert bilden eine 1uSec Probe Signal für die Sample-and-Hold IC U2. U2 Pin 5, bildet den DAC-Ausgang und richtet sich nach - 10V 0V und + 10V für OC1 PWM Grafen von 88, 600 und 1112 entspricht jeweils eine 10-Bit-Anzahl von 1024.
Die Anzahl der 88 verhindert die ersten nicht-linearen Region der Rampe so, dass die PWM-DAC gute Linearität LSB von 20mV und einer Genauigkeit von ± 40mV zeigt. Zusätzliche PWM-DACs könnte auch mit Capture PWM-Ausgänge OC2 und OC3 implementiert werden.
Gepufferten Analog-Ausgang Vout3
Der PWM-Analog-Signalkette für Vout3 wird angezeigt. OC3 ist der PWM-Ausgang die nach Differenzierung von C8-R29 und Umkehrung von U13B bildet des Sample-and-Hold-Eingangs, S/H IC LF398, U9.
Die 09:50 V Rampe bildet der Signaleingang auf S/H IC LF398, U9. Die Ausgabe der U9 ist das UN-gepufferte analoge Signal entspricht Vout3.
IC U8 Ausgabe ist eine einfache Klasse B Gegentakt-Stufe gebildet von Q1 & Q2 gepuffert. Die Kombination der U8, Q1 und Q2 bildet einen nicht invertierenden Einheit Gain Puffer Verstärker-Stufe. Transistoren Q2 und Q3 zusammen mit R21 und R22 begrenzt den Ausgangsstrom auf ±300mA.
