Pagina documente » Politehnica » Sistem de achizitie de date pentru sesimografe marine

Despre lucrare

lucrare-licenta-sistem-de-achizitie-de-date-pentru-sesimografe-marine
Aceasta lucrare poate fi descarcata doar daca ai statut PREMIUM si are scop consultativ. Pentru a descarca aceasta lucrare trebuie sa fii utilizator inregistrat.
lucrare-licenta-sistem-de-achizitie-de-date-pentru-sesimografe-marine


Cuprins

CUPRINS
MEMORIU JUSTIFICATIV......... pag.I
CAPITOLUL 1. CONVERTOARELE DELTA - SIGMA CS5371 SI CS5372
I.1. Descriere generala . pag.1
I.2. Performantele modulatoarelor .. . pag.3
I.2.1. Caracteristica spectrala de semnal maxim . . pag.4
I.2.2. Caracteristica spectrala de zgomot ......... pag.4
I.3. Intrarile de semnal . pag.5
I.3.1. Intrarile diferentiale INR+/-, INF+/- ........ pag.5
I.3.2. Filtrele antialias .. pag.6
I.3.3. Impedanta de intrare ............ pag.7
I.3.4. Nivelul de semnal maxim ...... pag.7
I.4. OFFSET - ul de intrare ........... pag.8
I.4.1. Validarea offset - ului - OFST .............. .. pag.8
I.4.2. Abaterea de offset pag.8
I.5. Intrarile pentru referinta de tensiune ........... pag.8
I.5.1. Configuratiile referintei de tensiune ......... pag.9
I.5.2. Impedanta intrarii VREF ....... pag.11
I.5.3. Acuratetea cistigului ............ pag.11
I.5.4. Abaterea cistigului (gain drift) pag.11
I.6. Interfata cu filtrul digital .......... pag.11
I.6.1. Semnalul de clock - MCLK .... pag.12
I.6.2. Semnalul de date - MDATA .. pag.12
I.6.3. Semnalul de sincronizare - MSYNC ...... .. pag.13
I.6.4. Semnalul de eroare - MFLAG . pag.13
I.7. Modurile de functionare ........... pag.14
I.7.1. Modul de functionare la putere normala ... ... pag.14
I.7.2. Modul de functionare la putere mica - LPWR pag.14
I.7.3. Modul power down - PWDN .... pag.15
I.7.4. Modul de functionare la microputere .......... pag.15
I.8. Tensiunile de alimentare ............ pag.15
I.8.1. Configuratiile de alimentare ...... pag.15
I.8.2. Condensatoarele de trecere ........ pag.16
I.8.3. Consideratii privind blocarea prin scurtcircuit pag.16
I.8.4. Consideratii privind convertorul c.c. - c.c. ..... pag.16
I.8.5. Rejectia zgomotului produs de sursele de alimentare ........ pag.16
I.9. Descrierea pinilor modulatorului CS5372 ........ pag.17
CAPITOLUL 2. FILTRUL DIGITAL CS5376
II.1. Descriere generala .... pag.19
II.2. Design - ul sistemelor pag.21
II.2.1. Tensiunile de alimentare ......... pag.21
II.2.2. Semnalul de clock si semnalul de sincronizare .............. pag.22
II.2.3. Pinii TRST/ si RESET/ ............ pag.22
II.2.4. Testarea functionala pag.23
II.2.5. Registrii sistemului pag.23
II.3. Controlul RESET - ului ............ pag.24
II.3.1. Descrierea pinului RESET/ ....... pag.24
II.3.2. Configuratiile de functionare ..... pag.24
II.3.3. Testele proprii de reset ............ pag.25
II.4. Blocul de decimare ... pag.26
II.5. Interfata periferica seriala SPI1 ... pag.28
II.6. Interfata periferica seriala SPI2 .... pag.30
II.7. Portul serial de mare viteza ......... pag.31
II.8. Pinii de intrare - iesire de uz general ............ pag.32
II.9. Portul de test JTAG ... pag.32
II.10. Interfata cu convertorul delta - sigma .......... pag.33
II.11. Sincronizarea sistemului ........... pag.34
II.12. Timer - ul watchdog pag.35
II.13. Generatorul de test ... pag.35
II.14. Cistigul programabil si corectia offset - ului ... pag.36
CAPITOLUL 3. SISTEM DE ACHIZITIE DE DATE PENTRU SEISMOGRAFE MARINE
III.1. Descriere generala ... pag.37
III.2. Conectorii de semnal pag.38
III.3. Buffer - ele de intrare .............. pag.39
III.4. Tensiunile de alimentare ale sistemului.
Alegerea regulatoarelor de tensiune ............. pag.43
III.5. Referinta de tensiune ...... pag.46
III.6. Interfata filtru digital CS5376 - microcontroller Motorola MC68332 ..... pag.47
III.7. Configuratia portului serial de mare viteza .. pag.49
III.8. Semnalul de clock si semnalul de sincronizare ........... pag.50
III.9. RESET - ul sistemului ... pag.51
CONCLUZII ............. pag.53
ANEXE ....... pag.54
BIBLIOGRAFIE ............. pag.73

EXTRAS DIN DOCUMENT

?CONVERTOARELE ? – ? CS5371 si CS5372

I.1. Descriere generala

CS5371 si CS5372 sunt modulatoare delta – sigma de ordinul 4 cu un canal, respectiv doua canale, dezvoltate pentru aplicatii geofizice si sonare. Utilizate in combinatie cu filtrul digital CS5376, rezulta o rezolutie mare a sistemului de masurare analog – digital.

CS5371 si CS5372 confera o gama dinamica larga si un factor total de distorsiuni similar cu al modulatorului standard industrial CS5321, in timp ce consumul de putere pe fiecare canal este redus.

Modulatoarele genereaza un flux serial de biti, supraesantionat, cu o frecventa de 512 kbit / sec, atunci cand frecventa semnalului de clock este 2,048 MHz.

CS5371 si CS5372 sunt disponibile in pachete SSOP cu 24 de pini, dovedind performante exceptionale la dimensiuni mici.

În modul de functionare la putere normala (LPWR = 0, MCLK = 2,048 MHz), consumul de putere este de 15 mW pe canal. Fiecare modulator poate fi adus independent la un consum de 1 mW pe canal, iar prin blocarea clock – ului de intrare, modulatoarele intra in starea de microputere, folosind numai 10 ?W pe canal.

Cu ajutorul acestor modulatoare, optimizate pentru rezolutii extreme, pot fi masurate semnale cu frecvente cuprinse intre c.c. (DC) si 1644 Hz.

Prin realizarea de sisteme incluzand modulatoarele CS5371 si CS5372 si filtrul digital CS 5376, se pot obtine configuratii multiple:

? 1 canal - CS5371 si CS5376;

? 2 canale - CS5372si CS5376;

? 3 canale - CS5371, CS5372 si CS5376;

? 4 canale - CS5372, CS5372 si CS5376;

Figura I.1 reprezinta schema bloc a CS5371 si CS5372, iar in figura I.2 este prezentat un sistem de masurare cu 4 canale, realizat cu doua CS5372 si un CS5376.

Figura I.1. Schema bloc a CS5371 / CS5372

CS5371 / CS5372 prezinta intrari analogice capabile pentru masurarea semnalelor cu valori de pana la 5 V, varf – la – varf, sau a semnalelor diferentiale de maximum 2,5 V, atunci cand se utilizeaza o referinta de tensiune de 2,5 V. Daca semnalul de intrare nu depaseste cu mai mult de 5 % nivelul maxim al domeniului de semnal, functionarea se desfasoara in conditii normale.

Modulatoarele CS5371 / CS5372 sunt proiectate pentru a functiona impreuna cu filtrul digital CS5376. Acesta genereaza semnalul de clock (MCLK) si semnalul de sincronizare (SYNC) pentru modulator, in timp ce receptioneaza semnalul de date (MDATA) si semnalul care indica depasirea tensiunii maxime admise la intrarea de semnal (MFLAG).

Modulatoarele produc un flux serial de biti la o frecventa de 512 kbits / sec, cand se lucreaza cu o frecventa de clock egala cu 2,048 MHz.

CS5371 / CS5372 accepta configuratii multiple de alimentare, putand functiona in una din urmatoarele configuratii:

? VA + = + 5 V; VA – = 0 V; VD = + 3 V pana la + 5 V;

? VA + = + 2,5 V; VA – = – 2,5 V; VD = + 3 V pana la + 5 V;

? VA + = + 3 V; VA – = – 3 V; VD = + 3 V.

Figura I.2. Schema bloc a sistemului CS5372 / CS5376

I.2. Performantele modulatoarelor

Figurile I.3 si I.4 ilustreaza caracteristicile spectrale ale CS5372 / CS5376 cand functioneaza impreuna cu filtrul digital CS5376. S-au utilizat zece valori medii ale Transformatei Fourier Rapide (FFT) in 1024 de puncte.

I.2.1. Caracteristica spectrala de semnal maxim

Figura I.3 reprezinta caracteristica de semnal maxim a modulatoarelor CS5372 / CS5376 si a filtrului digital CS5376, atunci cand frecventa semnalului de intrare este 31,25 Hz si rata cuvantului de iesire este 1000 sps. Caracteristica este remarcabila, componentele armonice nedepasind – 120 dB. Analiza acestui set de date conduce la un raport semnal – zgomot SNR = 124 dB si la un raport semnal – distorsiuni SDR = 119 dB.