Реализация цифрового фильтра нижних частот
6. Составление и описание электрической принципиальной схемы устройства
Принципиальная схема цифрового фильтра содержит следующие микросхемы:
DD1- микроконтроллер КР1830ВЕ31;
DD2- БИС КР1821РФ55;
DD3- БИС КР1821РУ55;
D1- микросхема К155ЛН1 содержит 6 инверторов;
D2- операционный усилитель К140УД8;
DD4- ЦАП AD9708;
К микроконтроллеру подключается кварцевый резонатор ZQ1 с частотой
12 МГц, для обеспечения работы внутреннего генератора тактовых импульсов.
Обмен сигналами между микросхемами DD1, DD2, DD3 осуществляется по мультиплексированной шине адрес/данные (AD7…AD0). Для адресации микросхемы КР1821РФ55 используются: 3 старших разряда адресной шины (AD8, AD9, AD10) - адресация ПЗУ, А11(Р2.3) - по линии IO/M, выбор порта или памяти, A12(P2.4) - выбор кристалла по линии CS 2.
Для адресации микросхемы КР1821РУ55 используются: линия А14(Р2.6) - для выбора кристалла, А13 (Р2.5) - для выбора, по линии IO/M, порта РВ.
Микросхема КР1821РФ55 соединена с ЦАП портом РВ (РВ7…РВ0).
Для синхронизации передачи данных микросхемы соединены по служебным входам и . Для синхронизации вывода готового кода на ЦАП, необходимо подать сигнал записи () на вывод CLOCK. Но так как запись в регистр защелку осуществляется по положительному фронту управляющего строба, следовательно, перед выводом CLOCK надо поставить инвертор.
Для обеспечения требуемого размаха выходного напряжения ±5 В, используется усилитель с дифференциальным включением выводов на основе ОУ К140УД8.
Расчет дополнительных элементов:
, , , где
амплитуда напряжения на выходе ЦАП, - максимальный ток на выходе, - сопротивление для нагрузки на выходе, - опорный ток, - опорное напряжение, - сопротивление резистора на выводе FS ADJ для задания опорного тока.
Принимаем =0,5 В=5 В и =50 Ом, следовательно,
=10 мА, =0,31 мА, = R2=3,9 кОм.
C4=C5=C6=C7=0,1 мкФ, R3=R4==50 Ом.
Так как =0,5 В, следовательно, усилитель должен имеет коэффициент усиления =10. Для усилителя на ОУ с дифференциальным включением выводов
=; R7=R6=150 Ом; R8=R5=10150=1,5 кОм.