Быстрее, выше, сильнее или как быстро цифровать аналоговый сигнал

Однажды попался мне заказ оцифровать сигнал. Частота дискретизации сигнала была 50кГц. С этой задачей я быстро справился используя мануал из интернета. Однако вскре заказчик не смог выжать из этой скорсти то что ему хотелось и он решил объявил заказ на частоту 50МГц. В связи с тем что частота изменения сигнала от 0 до 5В была не более 10 МГц то я решил что про скин-эффект не стоит заморачиваться и взялся за заказ.

Данные скорости для меня были в новинку и уделил я недели две времени на изучения материала. Мое любимое правило – не решать задачу только из того что лежит под ногами очень мне помогло.

В связи с тем, что большинство моих работ были связаны с использование stm32F1XX я начал изучать возможность работы именно этого производителя. Первое что я отмел – это stm32f4XX. Дело в том, что даже при одновременной согласованной работе трех быстродействующих ацп частота выборки будет не более 7,2 МГц.

Для начала выбрал АЦП: AD6645. Данная серия может работать с частотой выборки до 120 МГц. Выбрал на 80МГц: AD6645-80. Теперь осталось не решенные две задачи:

— чем тактировать;
— чем принимать сигнал.

Вариант 1. ПЛИС.

Плюсы:
— быстро работает;
— гибко изменяется.

Минусы:
— дорого, то что мне нужно было от 500$ за штуку;
— большие габариты, от 200 ножек и ширина от 30 мм по диганали;
— незнакомая для меня среда и принципы работы.

В связи с тем прибор небольшой то окончательное решение были именно из-за габаритов.

Вариант 2. TTL/HCMOS генератор + FIFO/

Плюсы:
— можно использовать любой конечный приемник, даже 8 битный процессор;
— в сумме дешевле чем ПЛИС.

Минусы:
— больше деталей и следственно больше связей высокочастотных цифровых сигналов.

Взвесив все за и против я начал искать детали. Многии спросят, почему именно сразу поиск. Да потому что много чего работает на таких частотах, либо очень дорого, либо 3-5 месяцев срок поставки, либо партия от 100 шт (цена за одну штуку от 50$).

Итого:
— АЦП AD6645;
— IDT72V06;
— F X O – H C 5 3 6 R;
— STM32F103RET8.

Принцип действия:

1. Процессор включает генератор FXO–HC536R на 1 мс
2. Генератор тактирует работу АЦП AD6645. По переднему фронту от генератора АЦП начинает оцифровку.
3. По окончанию работы АЦП выставляет низкий уровень на ноге DRY.
4. Нога –W FIFO соединена с ногой DRY АЦП. При появление низкого фронта АЦП на ноге DRY FIFO записывает данные во внутреннюю память.
5. Далее процессора забирает данные из FIFO.

Схема соединения проведена на рисунке.



Благодарю за внимание.

Similar posts

AdBlock has stolen the banner, but banners are not teeth — they will be back

More
Ads

Comments 19

    +1
    Эммм… А дальше?

    И что с итоговой ценой?

    Я не так давно хотел собрать простенький осциллограф-приставку к компьютеру, для самообразования. Долго рыл чем цифровать. Помимо операционных усилителей с бооольшой полосой пропускания (OPA4354), остановился на:
    EP4CE6E22C8N (FPGA Altera, 6$/шт),
    ADC10080CIMT (TI, 4$/шт).
    Самое дешманское (спасибо Di Halt за пополнение словарного запаса), что удалось найти. Ну еще — осциллятор, да. FPGA довольно крутой, можно было заюзать что-то типа CPLD MAX II. Но зато на борту 250КБ быстрой SRAM, PLL и т.п. плюшки.

    Может приделаю ЖК панельку на SSD1963 и STM32F4XX на логику и GUI, и будет не приставка.
    Эх, увлекательная штука, жалко что поздно начал.
      0
      Дальше на обработку. вся соль была в поймать кусок сигнала.

      EP4CE6E22C8N — а меньше ног не встречалия?
        0
        У Альтеры только CPLD. Например EPM240T100C5N. Но там существенно меньше логических ячеек.
        На счет других производителей не скажу. По моему у Lattice есть мелкие FPGA в TQFP корпусах.
        Но, конечно, тенденция такая, что что-то более-менее мощное только с BGA, что для ручной сборки, а тем более изготовления прототипов, крайне проблематично.
          0
          есть возможность поделиться гербером для связки,
            0
            Не совсем понял. Это вопрос или предложение?
            Для связки DE0 с AT090? Без проблем. Только плата содержит ошибку, так что для запитки затворов высокое напряжение приходится включать выключателем на БП :)
              0
              Извиняюсь за стиль в предыдщуем посте.

              Есть возможность поделиться гербером или проектом?
              Хочу «повторить» Вашу плату. Обещаю расказать про результаты. Возможно ввиде продолжения текущей статьи.
                0
                Как доберусь до проекта — выложу. Сразу предупреждаю, что для подключения LCD будет нужен разъём FPC на 50 пинов. Так же заюзал специфические SMD тримпоты, т.к. закупил их вагон у китайцев вместе с другой мелочевкой.
                  0
                  drive.google.com/file/d/0B4vOE2MTlYXZWlJTMFFncmthbEk/edit?usp=sharing

                  Следует учитывать, что в электронике далеко не профессионал. Специалисты скорее всего будут плакать кровавыми слезами.

                  В схеме ошибка — n-канальный мосфет Q5 для включения низкого напряжения для затворов нужно махнуть на оптопару. Затупил и упустил из виду, что для негативного источника напряжения смена напряжения с 0 на 3.3 равносильна смене с 5 до 8.3 вольта. Мосфет всё равно будет открыт. Да и вообще все мосфеты можно махнуть на оптопары.

                  Для работы схема требует 3.3в с DE0, 24В для питания затворов пикселей, -10В для тек же целей. Применены простейшие линейные стабилизаторы, которые дают +17В и -5В. Для ограничения тока подсветки использована классическая схема на LM317. Греется сильно. Без радиатора из строя не выходит, но зимой руки над ней погреть будет можно.

                  Для сопряжения с DE0 использовал IDE шлейф. Возможно резистивные матрицы излишни. По тому, что видел в осциллографе, индуктивность у шлейфа не сильная, пик напряжения на сигнальных линиях достигал 4В.

                  Еще нужен будет проект для Quartus. Валяется дома.
                    0
                    Ацп еще на плату не ставили?
                      0
                      Не. Еще, чувствую, не скоро руки дойдут.
          0
          Может приделаю ЖК панельку на SSD1963 и STM32F4XX

          думаю скоро напишу про это соединение. есть готовый проект. на русском не нашел опасание

          Я не так давно хотел собрать простенький осциллограф-приставку к компьютеру, для самообразования.

          какая скорость цифрования получилась?
            0
            Было бы интересно почитать.

            Пока только осилил прикрутку AT090TN10 напрямую к DE0-Nano. Может, если вдохновение посетит, на выходных напишу про это. Правда генератор полос как-то не круто, надо туда эмулятор NES залить :) Тогда будет о чем написать.

            Так осциллограф я пока не собрал :) Планирую сделать чередование на 2х или 3х АЦП, соответственно 160 или 240 MS/s. Сигнал мегагерц под 50 должно будет быть видно хорошо. При чередовании 4х на 320 MS/s уже могут начаться проблемы с таймингами и маршрутизацией FPGA. Конечно, до всеми любимого 1052E с его 1GS/s далеко :)
            Самое сложное — аналоговая часть.
              0
              Было бы интересно почитать.

              скоро будет, пока что круги могу рисовать, линии и текст

              не подскажите EP4CE6E22C8N какой ide програмируется и будет ли успевать считывать с ацп данные
                0
                Quartus (altera.com)
                Внешние интерфейсы у него работают до 700 Мбит при необходимости (если сильно захотеть). 250 — вообще легко. Вопрос лишь в том, что с этим потоком делать дальше.
                  0
                  походу если бы не ограничение в размерах то мне было бы гораздо проще
                    0
                    Ну в целом да, я сперва примерно такой комментарий оставить и хотел — что FPGA быстрее, универсальнее и дешевле в данном случае бы была. Но по габаритам увы. Может и правда у Lattice что-то мелкое есть, надо смотреть, я с их продукцией слабо знаком.
                0
                Как и обещал про дисплей
            +4
            С этой задачей я быстро справился используя манула из интернета.

            Обычно про опечатки пишут в личку, но уж больно хорошая — с котиками…
              0
              это скорее такая задумка, чем опечатка

            Only users with full accounts can post comments. Log in, please.