PHẦN 4 KẾT QUẢ NGHIấN CỨU VÀ GI ẢI PHÁP KỸ THUẬT
4.4.2.1Cấu trỳc và ủặc trưng kỹ thuật chớnh của DAQCard AI 16E-
Hỡnh 4.17: Sơủồ khối DAQCarrd AI 16E-4
Những thành phần chớnh của sơủồ: - Khối mạch tương tự nhập vào. - Khối mạch lật trạng thỏi tương tự. - Khối tớn hiệu số vào/ra.
- Khối ủịnh thời vào/ra (DAQ-STC) là khối ủịnh thời cung cấp thời gian chớnh xỏc cho tương tự vào và thao tỏc ủầu ra.
Trong sơ ủồ, cỏc khối ủiều khiển thành phần ủược nối thụng với nhau. DAQCard AI 16E-4 cú giao diện PCMCIA 16 bit, ủường truyền PCMCIA bao gồm một bus ủịa chỉ 16 bit. Một bus dữ liệu 16 bit, một ủường ngắt và vài tớn hiệu hỗ trợ và ủiều khiển.
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……….. ………54
tớn hiệu giỏn ủoạn từ hơn 20 nguồn và ủịnh vị cỏc tớn hiệu giỏn ủoạn ủú tới một ủường giỏn ủoạn trờn giao diện ủường truyền PCMCIA. Thực tế, mức ủộ giỏn ủoạn ủược sử dụng phụ thuộc vào bộ phối hợp mỏy chủ trờn mỏy tớnh và mức yờu cầu ngắt ủó lựa chọn. Cú thểủịnh hỡnh nhúm ủếm với ủộ phõn giải 50ns hoặc 10s. Sơủồ giao diện card DAQ-PCMCIA, xem hỡnh 4.18.
Hỡnh 4.18: Sơủồ giao diện Card DAQ-PCMCIA
Sơ ủồ khối mạch tương tự vào và thu nhận dữ liệu (Hỡnh 4.19) bao gồm bộ dồn kờnh ủầu vào (input multiplexer), khối lựa chọn bộ dồn kờnh (multiplexer mode selection switches), phần mềm lập trỡnh ủộ khuếch ủại của thiết bị khuếch ủại (PGIA-programmable gain instrumentation amplifier), phần cứng ủịnh cỡ, bộ chuyển ủổi A/D lấy mẫu, bộ quản lý dữ liệu theo thứ tự trước sau ( FIFO-first in, first out) ủộ rộng 16 bit, cấu hỡnh bộ nhớ, ủịnh nghĩa tham số sử dụng cho mỗi biến ủổi. Mỗi ủầu vào trong cấu hỡnh bộ nhớ bao gồm kiểu kờnh, số kờnh, khối, ủộ khuếch ủại, cực tớnh, dao ủộng, lật trạng thỏi và kờnh cuối. Cấu hỡnh bộ nhớ là 512 cửa vào sõu bộ quản lý dữ liệu (FIFO), ủú là bộ khởi tạo ưu tiờn bắt ủầu trỡnh tự thu nhận, nú cú thể tăng trị số sau mỗi lần chuyển ủổi. Cho phộp cấu hỡnh tương tự nhập vào biến ủổi qua chuẩn chuyển ủổi. Nếu bộ quản lý dữ liệu trống, khối ủịnh thời vào/ra
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……….. ………55
(DAQ-STC) sẽ yờu cầu bộ quản lý dữ liệu truyền lại dữ liệu, khụi phục dữ liệu bộ quản lý về trạng thỏi nguyờn bản của nú.
Hỡnh 4.19: Sơủồ khối mạch tương tự vào và thu nhận dữ liệu
Kiểu kờnh chỉ bỏo chỉ thị kiểu nguồn dữ liệu sử dụng trong suốt quỏ trỡnh chuyển ủổi và ủiều khiển khối lựa chọn bộ ghộp kờnh. Nguồn dữ liệu bao gồm ủiều chỉnh kờnh, tớn hiệu tương tự nhập vào kờnh vi sai, chuyển hoặc khụng chuyển ủến kờnh ủơn hoặc kờnh ảo. Kiểu chỉ thị ảo sự biến ủổi cần phải xuất hiện trừ khi dữ liệu khụng lưu giữ trong bộ quản lý dữ liệu vào/ra. Kiểu này hữu ớch cho quột nhiều nhịp ủộ.
Số kờnh chỉ bỏo kờnh xỏc lập nào sẽ sử dụng trong suốt quỏ trỡnh chuyển ủổi, trong khi phạm vi khối chỉ thị chỉ khối nào của 16 kờnh hoạt ủộng. Trờn sơ ủồ khối này cú hơn 16 kờnh. Cú cỏc bớt ủiều khiển bộủồn kờnh ủầu vào.
Khối PGIA khuếch ủại tớn hiệu tương tự ủầu vào trước khi lấy mẫu và chuyển ủổi ủể tăng ủộ phõn giải và sự chớnh xỏc. ðộ khuếch ủại ủược xỏc ủịnh bởi miền khuếch ủại trong cấu hỡnh bộ nhớ. Cung cấp chọn lọc cực tớnh tớn hiệu ủầu vào kiểm soỏt bởi cấu hỡnh bộ nhớ.
Với kiểu ủơn cực, dải ủầu vào chỉ bao gồm tớn hiệu ủiện ỏp dương (+), với kiểu lưỡng cực tớn hiệu vào cú cả ủiện ỏp ngược (±). Với
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……….. ………56
DAQCard AI 16E-4, khối PGIA cung cấp ủộ khuếch ủại 0.5, 1, 2, 5, 10, 20, 50 và 100. Mạch dao ủộng thờm ủộ nhiễu Gaussian xấp xỉ 0.5 LSB rms vào tớn hiệu sẽ ủược chuyển ủổi bởi bộ biến ủổi D/C. Thờm ủộ nhiễu cú lợi cho cỏc ứng dụng như hiệu chỉnh, lấy trung bỡnh ủộ phõn giải của mạch ủể tăng thờm ủộ phõn giải của bộ chuyển ủổi D/C.
Trong cỏc ứng dụng, tần số thường thấp hơn trong thực tế, thờm ủộ nhiễu ồn suy giảm cải thiện sự tuyến tớnh vi phõn. Với cỏc ứng dụng tốc ủộ cao ủộ nhiễu ồn phải ủược vụ hiệu húa. Khi thực hiện cỏc phộp ủo một chiều như khi kiểm chuẩn mạch, cần cho dao ủộng trung bỡnh quanh 1 ủiểm ủểủọc một giỏ trị, quỏ trỡnh bỏ qua hiệu ứng lượng tử và cải thiện ủộ phõn giải. DAQCard AI 16E-4 lấy xấp xỉ mẫu biến ủổi liờn tiếp ủộ phõn giải 16 bit với tốc ủộ chuyển ủổi lớn nhất thuộc khoảng (52)ms. Bộ biến ủổi thực hiện 65536 bước khỏc nhau ủể xử lý tớn hiệu ủầu vào. Dải ủiện ỏp ủầu vào là 10 V với ủầu vào lưỡng cực, (0 ữ 10)V với ủầu vào ủơn cực.