ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp Lª Anh Ngäc
Tr−êng §HKT C«ng NghiÖp ^ ]
2
phÇn I
hÖ ®iÒu khiÓn gi¸n ®o¹n
ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp Lª Anh Ngäc
Tr−êng §HKT C«ng NghiÖp ^ ]
3
I. giíi thiÖu hÖ ®iÒu khiÓn gi¸n ®o¹n
Trong thêi ®¹i c«ng nghiÖp ho¸ vµ hiÖn ®¹i ho¸ ®Êt n−íc hiÖn nay, c¸c
hÖ thèng thu thËp, xö lý vµ truyÒn sè liÖu,c¸c hÖ thèng lín sö dông m¸y vi tÝnh
®· trë nªn kh¸ phæ biÕn. ViÖc øng dông hÖ ®iÒu khiÓn sè ngµy cµng ®−îc sö
dông réng r·i vµ phæ biÕn trong mäi lÜnh vùc, nã ph¸t triÓn m¹nh mÏ víi ®é tin
cËy vµ chÝnh x¸c cao cïng víi c¸c thiÕt bÞ m¸y tÝnh sè, m¹ch vi xö lý nhá gän.
C¸c hÖ ®iÒu khiÓn cã m¸y tÝnh sè,bé ®iÒu khiÓn sè,thiÕt bÞ biÕn ®æi
xung...®Òu thuéc líp hÖ thèng xung-sè gäi lµ hÖ thèng rêi r¹c hay cßn gäi lµ hÖ
gi¸n ®o¹n.
HÖ ®iÒu khiÓn sè nµy thùc chÊt lµ mét hÖ vi xö lý. Ta cã thÓ m« t¶ b»ng
s¬ ®å khèi nh− h×nh I-1:
U(t) Y(t)
H×nh I-1
Trong ®ã: A/D lµ bé biÕn ®æi t−¬ng tù sè.
D/A lµ bé biÕn ®æi sè t−¬ng tù.
§èi t−îng ®iÒu khiÓn th−êng lµ mét hÖ liªn tôc ,tÝn hiÖu vµo vµ ra cña
®èi t−îng ®iÒu khiÓn lµ tÝn hiÖu liªn tôc cßn tÝn hiÖu vµo vµ ra cña m¸y tÝnh sè
(bé ®iÒu khiÓn sè) lµ tÝn hiÖu rêi r¹c (tÝn hiÖu sè). HÖ thèng ®iÒu khiÓn cã
m¹ch ph¶n håi muèn ®−a vµo vi xö lý ph¶i qua bé chuyÓn
®æi t−¬ng tù sè A/D. Cßn tÝn hiÖu ra cña m¸y tÝnh (vi xö lý) dïng ®Ó ®iÒu
khiÓn ®èi t−îng qua bé biÕn ®æi sè t−¬ng tù A/D.
Qu¸ tr×nh thùc hiÖn m« t¶ nh− h×nh 1-2 :
U(i) Y(i)
H×nh 1-2.
A/D VØ Xö Lý D/A ®èi t−îng
®IÒu khiÓn
Khèi ®o ph¶n håi
HÖ rêi
r¹c d/a HÖ liªn
tôc A/d HÖ rêi
r¹c
HÖ rêi r¹c t−¬ng ®−¬ng
Yt
)
ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp Lª Anh Ngäc
Tr−êng §HKT C«ng NghiÖp ^ ]
4
A. Bé BiÕn ®æi a/d:
1. qu¸ tr×nh biÕn ®æi tÝn hiÖu liªn tôc thµnh tÝn hiÖu gi¸n ®o¹n:
ViÖc biÕn ®æi tõ tÝn hiÖu liªn tôc thµnh tÝn hiÖu rêi r¹c gäi lµ qu¸ tr×nh
c¾t mÉu, th−êng kho¶ng thêi gian c¾t mÉu lµ kh«ng ®æi. Qu¸ tr×nh c¾t mÉu
®−îc m« t¶ nh− sau:
y(t) y(nt) y(t) y*(t) y(nt)
Trong ®ã: y(t) lµ tÝn hiÖu liªn tôc.
y(nt) hay y(i) lµ tÝn hiÖu rêi r¹c.
Th«ng th−êng gi÷a hai lÇn lÊy mÉu liªn tiÕp nhau,bé c¾t mÉu kh«ng
nhËn mét th«ng tin nµo c¶. PhÇn tö l−u gi÷ sÏ chuyÓn ®æi tÝn hiÖu ®· ®−îc lÊy
mÉu thµnh tÝn hiÖu gÇn liªn tôc,tiÖm cËn víi tÝn hiÖu tr−íc , khi nã ®−îc lÊy
mÉu.PhÇn tö l−u gi÷ ë ®©y ®¬n gi¶n nhÊt lµ phÇn tö chuyÓn ®æi tÝn hiÖu mÉu
thµnh tÝn hiÖu cã d¹ng bËc thang vµ kh«ng ®æi gi÷a hai thêi ®iÓm lÊy mÉu gäi
lµ phÇn tö l−u gi÷ bËc kh«ng.
Bé c¾t mÉu Bé gi÷ mÉu
A/D
y(i)
0 T 2T 3T 4I 5T
t
y(t),y*1,y(i )
Y(t )
t
Gi¸ trÞ cña tÝn
hiÖu ë mçi thêi
®iÓm lÊy mÉu
V(i)
••••••• •
ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp Lª Anh Ngäc
Tr−êng §HKT C«ng NghiÖp ^ ]
5
A/D
PhÇn tö l−u gi÷ cã ®Æc tÝnh cña läc th«ng thÊp tr¬n tÝn hiÖu lÊy mÉu
y*(t)lµ mét d·y xung thµnh tÝn hiÖu y(nt) cã biªn ®é kh«ng ®æi tÝnh tõ thêi
®iÓm lÊy mÉu ®ang xÐt tíi thêi ®iÓm lÊy mÉu víi :
Xn( kt +t ) = x( kt ). Víi : 0 < t < T
Ngoµi ra phÇn tö l−u gi÷ cã chøc n¨ng tÝch ph©n tÝn hiÖu xung y*(t) gi÷a
hai thêi ®iÓm lÊy mÉu kÕ tiÕp nhau, mçi lÇn tÝch ph©n ®−îc mét h»ng sè
Y*(t) = δτ(t).y(t)
Trong ®ã:
δτ(t) Lµ mét chuçi xung ®¬n vÞ
2. Nguyªn lý lµm viÖc:
Mét ®iÖn ¸p liªn tôc ( t−¬ng tù ) bÊt kú ®−a vµo ®Çu vµo bé biÕn ®æi A/D
sÏ ®−a ra ®Çu ra tÝn hiÖu sè t−¬ng øng.
D C B A
VµO NHÞP
VµO §IÖN ¸P Ra nhÞ ph©n.
LI£N TôC
( 0 ÷ 3V )
S¬ ®å nguyªn lý A/D 4 bit
S¬ ®å trªn lµ s¬ ®å chøc n¨ng cña A/D. §iÖn ¸p liªn tôc biÕn ®æi tõ
0÷3v, ®Çu ra nhÞ ph©n sÏ hiÖn sè nhÞ ph©n gi÷a 0000 vµ 1111.
ThuyÕt minh ®å ¸n tèt nghiÖp Lª Anh Ngäc
Tr−êng §HKT C«ng NghiÖp ^ ]
6
B¶ng ch©n lý cña A/D nh− sau:
Ra nhÞ ph©n
Dßng
Vµo t−¬ng tù
Vin 23 22 21 20
D C B A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
2.2
2.4
2.6
2.8
3.0
0 0 0 0
0 0 0 1
0 0 1 0
0 0 1 1
0 1 0 0
0 1 0 1
0 1 1 0
0 1 1 1
1 0 0 0
1 0 0 1
1 0 1 0
1 0 1 1
1 1 0 0
1 1 0 1
1 1 1 0
1 1 1 1
VÝ dô : Ta cã s¬ ®å l«gÝc cña bé (A/D) vµ bé so s¸nh ®iÖn ¸p r¨ng c−a nh− sau
A
§iÖn ¸p ®Çu
ra.
A > B 1
A < B 0
H×nh 1-3.
B
C C A
C
Bé §ÕM QD
C Q
C
QB
NOD16 QA
A/D
Bé SO
S¸NH
§IÖN
¸P
DCBA