9.1 Ввод аналоговых сигналов в МК на основе частотно-импульсной модуляции
1.1 Структура простейшего входного ЧИМ
1.1 Структура простейшего входного ЧИМ
Информация о некотором физическом параметре может поступать в МК в виде последовательности импульсов изменяемой частоты.
Схемная реализация простейшего ЧИМ показана на рис. 1.1. Анализ схемы показывает, что датчиком в случае использования ЧИМ может бать только устройство с переменным сопротивлением (датчик потенциометрического или резистивного типа). Таким образом, датчик является частью функционального преобразователя в рамках измерительного канала.
Рисунок 1.1 – Формирователь ЧМ-импульсов от резистивного датчика
с выходным интерфейсом «токовая петля»
В случае использования ЧИМ задачей МК является:
· или измерение интервала времени между двумя последовательными внешними импульсами (измерение пери ода внешних импульсов);
· или подсчет количества внешних импульсов за фиксированный интервал времени (измерение частоты внешних импульсов).
Для измерения периода выход ЧИМ обычно подают на вход внешнего прерывания МК.
Для измерения частоты выход ЧИМ подают на счетный вход таймера.
Период импульсов, формируемых устройством, в данном случае определяется формулой:
 . (1.1)
В интерфейсе «токовая петля» сигнал передается как импульсы тока (0…20 мА). Это ослабляет ограничения на длину линий связи (до сотен метров), и позволяет защитить канал от электромагнитных помех. Оптопара (оптоэлектронный ключ) реализует гальваническую развязку преобразователя ЧИМ и МК, что позволяет использовать для питания ЧИМ источник с напряжением, отличным от питания МК.
Резистор RC выбирают таким образом, чтобы при открытом транзисторе обеспечивать ток в коллекторной цепи около 20 мА с учетом сопротивления линии связи RЛС (сопротивление открытого транзистора RОТКР=70 Ом):
 . (1.2)
Преобразователи типа ЧИМ (преобразователи «напряжение-частота») с токовым выходом применяют в следующих случаях:
· датчик расположен на значительном расстоянии от контроллера;
· велика вероятность электромагнитных помех;
· датчик и преобразователь имеют автономное питание;
· у контроллера нет свободных входов АЦП.
|
