работа по специализации: «управление жизненным циклом изделий» (стр. 2 из 3)
Приставка PCG10 (рис. 6) подключается к IBM совместимому компьютеру, при этом экран компьютера используется как дисплей генератора. Генератор работает в среде Windows 95/98/NT/2000 с управлением прибором посредством мыши.
Рис. 6. Внешний вид приставки PCG10
Уникальная особенность генератора – его совместимость с ПК-осциллографами Velleman PCS64i и PCS500 для создания измерительного комплекса с расширенными возможностями отображения данных на дисплее.
Прибор поставляется в двух версиях: конструктора (К8016) (рис. 7), требующего минимальной сборки, и готового изделия (PCG10).
Рис. 7. Плата конструктора К8016
Генератор может быть подключен одновременно к осциллографу PCS64i (или PCS500) и IBM совместимому компьютеру через принтерный порт LPT1, 2 или 3 для проведения измерений и дальнейшей обработки данных на ПК. В таблице 4 приведены основные технические характеристики генераторов.
Основные технические характеристики генераторов
PCG10/K8016
Диапазон частот:0.01 Гц - 1 МГц
Источник питания: адаптер 12 В/800 мА (PS1208)
Разреш. при измер. частоты: 0,01%
Вертикальное разрешение: 8 бит (0.4 % от полной шкалы)
Диапазон амплитуды: 100 мВ - 10 В при нагрузке 600 Ом
Отклонение от нуля: от -5В до +5В max (0.4% от полн. шкалы)
Макс. частота дискретизации: 32 МГц
Коэффициент гармоник: менее 0,08%
Выходной импеданс: 50 Ом
Размеры: 235х165х47 мм
На рис. 8 представлено окно управления генератором. PCG10 имеет графический редактор с возможностью записи файла в память до 32 Кбайт, возможность создания индивидуальных форм сигналов. 
Рис. 8. Окно управления генератором PCG10
Данный генератор имеет следующие функциональные возможности:
Кварцевая стабилизация частоты Оптически изолирован от PC Дополн. выход для синхронизации сигнала TTL уровня Библиотека форм сигналовЦена 6000 руб.
Из обзора видно, что 2 первых генератора имеют похожие характеристики (у первого больше буфер, у второго больше частота дискретизации) стоимость так же схожа. Последний экземпляр имеет характеристики хуже (частота дискретизации только 1МГц), но зато его цена в 2 раза ниже. Такой прибор можно использовать для проведения лабораторных работ и при проэктировании и ремонте РЭА, где не требуется высокая частота.
Цель - получить устройство с аналогичными данным аналогам характеристиками при меньшей цене изделия.
Структура комплекса ГСПФ
Программно-аппаратный комплекс генерации сигналов произвольной формы состоит из собственно генератора, подключаемого к ЭВМ через последовательный порт RS-232C, и программы управления генератором, работающей под Windows 95/98, Windows NT 4.0.
Структура аппаратной части генератораАппаратная часть выполнена в соответствии со структурой, приведенной на рис. 1. Единственное отличие состоит в том, что блок управления разработанного генератора подключен через блок сопряжения к ЭВМ. Из ЭВМ при помощи программы управления задаются форма и другие параметры сигнала.
Рис. 1. Типовая структура генератора сигналов произвольной формы
Блок управления генератором построен на базе микроконтроллера AT89C52. Он принимает от ЭВМ команды изменения параметров сигнала и выдает соответствующие команды другим блокам генератора. Кроме того, генератор имеет SPI-подобный интерфейс для подключения управляющего устройства, отличного от ЭВМ. Наличие такого интерфейса позволит использовать генератор в составе мобильного компактного комплекса для снятия частотных характеристик, разработка которого ведется в настоящий момент.
Блок управления принимает и устанавливает частоту, смещение и амплитуду сигнала. Данные о форме выходного напряжения также проходят через блок управления. Стандартные формы (пила, меандр, белый шум и синусоида) рассчитываются непосредственно микроконтроллером.Усилитель сигнала построен на малошумящем операционном усилителе MAX427 и позволяет получить выходной ток до 100 мА.
ЦАП постоянного смещения AD7943 – умножающий 12-разрядный ЦАП с последовательным вводом данных, позволяющий получить смещение сигнала в диапазоне от –5 В до +5 В с дискретностью 2,44 мВ.
ЦАП амплитуды AD7943 – умножающий 12-разрядный ЦАП с последовательным вводом данных. Позволяет задавать амплитуду выходного сигнала в диапазоне от 0 до 10 В с дискретностью 2,44 мВ.
ЦАП MX565A – быстродействующий 12-разрядный ЦАП с параллельным вводом данных. Время установления с точностью до половины младшего разряда не более 250 нс.
ОЗУ UM6264 содержит цифровой образ формы. Форма хранится в виде 8192 12-разрядных отсчетов. Это позволяет получить выходной сигнал достаточно высокого качества.
Генератор фазового угла построен на основе ПЛИС EPF8282 фирмы ALTERA.
Схема может работать в трех режимах:
· Нормальной генерации;
· Ждущем;
· Загрузки данных в блок ОЗУ.
В режиме нормальной генерации (на входе Mode единица) регистр приращения фазы (РПФ) загружается из БУ значением, соответствующим частоте.
При нормальной генерации содержимое РПФ суммируется с младшими разрядами регистра фазы (РФ), и сумма записывается в РФ по приходу SI. Тринадцать старших разрядов РФ подаются на адресные входы блока ОЗУ. Таким образом, частота переполнения РФ соответствует частоте генерируемого сигнала.
При ждущем режиме (на входе Mode ноль) ГФУ ожидает прихода стробирующего сигнала на вход Strob. По приходу этого сигнала генерируется сигнал с начальной фазы, записанной в регистре начальной фазы (РНФ), и до конца периода. После окончания периода ГФУ снова переходит в состояние ожидания строба.
При загрузке данных в ОЗУ они сначала последовательно записываются в регистр данных (РД), а затем, при подаче сигнала InRAMOE, выставляются на
входы данных блока ОЗУ. Это сделано для экономии числа используемых выводов микроконтроллера и упрощения топологии печатной платы.Как видно из структуры ПЛИС, реализация такого операционного автомата на микросхемах малой степени интеграции потребовала бы большого количества разнотипных элементов (более 30 корпусов), что привело бы к увеличению габаритов и уменьшению надежности системы. Поэтому удобно применять ПЛИС.
Анализ предполагаемой структуры жизненного цикла изделияСтадии проектирования виртуального генератора сигналов произвольной формы :