ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΨΙΑΣ ΚΑΙ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΣΗΜΑΤΩΝ

1. ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΨΙΑΣ ΚΑΙ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΣΗΜΑΤΩΝ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΤΟΥ ΘΕΟΔΩΡΟΠΟΥΛΟΥ ΘΕΟΔΩΡΟΥ

2. Δυνατότητες • Αναπαραγωγή τυχαίου σήματος. • Ανασύσταση σήματος Περιορισμένου Εύρους Ζώνης. (ΠΕΖ) • Δύο γεννήτριες. • Έλεγχος από PC.

3. Ανασύσταση σήματος ΠΕΖ • Χ[n] ακολουθία ψηφιακών δειγμάτων. • Χs(t) παλμοσειρά πραγματικού χρόνου. • Κυματομορφή πραγματικού χρόνου.

4. Αρχιτεκτονική

5. Συσσωρευτής φάσης • Φ(p)=Φ(p-1)+Freg • Ρυθμός μεταβολής φάσης, ανάλογος του Freg. • Συχνότητα σήματος εξόδου ανάλογη Freg.

6. Συσσωρευτής φάσης • Για Freg=1, η ελάχιστη συχνότητα της γεννήτριας.(το βήμα) • Στο σύστημα μας Fclk=12ΜΗz, n=24 επομένως Fres=0.7Hz.

7. Μνήμη • Αποθήκευση ψηφιακών δειγμάτων σήματος. • Για κάθε γεννήτρια υπάρχουνσυνολικά 8 περιοχές μνήμης. • Τέσσερις από αυτές δεσμευμένες με ημίτονο, τετραγωνικό παλμό, τριγωνικό παλμό, ράμπα. • Υπόλοιπες κενές προς εκμετάλλευση.

8. D/A converter. • Zero order hold

9. Φάσμα D/A σήματος εξόδου

10. LPF • Αποκοπή του ανεπιθύμητου υψίσυχνου περιεχομένου. • Για τις γεννήτριες μας απλό RC με συχνότητα αποκοπής τα 2MHz. • Ανεπιθύμητο βέβαια όταν θέλουμε να αναπαράγουμε σήματα με οξείες μεταβάσεις π.χ. τετραγωνικός παλμός.

11. Μοντέλο θορύβου • Το σφάλμα λόγω αποκοπής των LSB της φάσης προκαλεί ελάχιστο SNR=6.02k-5.17db. • Το σφάλμα κβαντισμού προκαλεί SNR=6.02m+1.76db. • Επομένως πρέπει p>m+2. • Επιλέγουμε ελάχιστοδυνατό p=m+3.

12. Μοντέλο θορύβου • Ο θόρυβος φάσης του ρολογιού της γεννήτριας προκαλεί δημιουργία πλευρικών συχνοτήτων. • Glitches του D/A προκαλούν αιχμές στο φάσμα.

13. Το πρωτόκολλο επικοινωνίας PC κάρτας. • Επικοινωνία μέσω της παράλληλης θύρας του υπολογιστή σε Epp mode. • Χρήση του Epp address write κύκλου και του datawrite κύκλου. • Χρησιμοποιούμε τον address write για την επιλογή κάποιας λειτουργίας της κάρτας(Amplitude, Dc offset κλπ) • Τον data write για την αποστολή δεδομένων στην λειτουργία αυτή.

14. Το πρωτόκολλο επικοινωνίας PC κάρτας. Address write κύκλος. Data write κύκλος.

15. Το πρωτόκολλο επικοινωνίας PC κάρτας. • Λειτουργία κάρτας ταυτόχρονα με άλλες στα πλαίσια RMCLab σε κοινό δίαυλο δεδομένων. • Διάκριση μεταξύ κατάστασης προγραμματισμού κάρτας και κατάστασης λειτουργίας. • Ανάγκη υλοποίησης ελέγχου από PLD.

16. Καταστάσεις κάρτας • Το PLD πραγματοποιεί αποκωδικοποίηση του διαύλου δεδομένου της παράλληλης και δημιουργεί τα κατάλληλα σήματα που επιτρέπουν: • Την απόκριση της κάρτας σε εντολές του διαύλου δεδομένων. • Τον σωστό προγραμματισμό της κάρτας.

17. PLD Cards Σήματα προγραμματισμού.

18. To Hardware της γεννήτριας.Τμήμα διεπαφής

19. Τμήμα ελέγχου.

20. Τμήμα εφαρμογής

21. Ο προγραμματισμός της μονάδας ελέγχου(FPGA).

22. Η μονάδα ελέγχου του συστήματοςFPGA. • Ευθύνεται για την αποκωδικοποίηση των εντολών που στέλνουμε στην κάρτα. • Για την καταχώρηση δεδομένων που αφορούν το πλάτος, την συχνότητα, την dc συνιστώσα των σημάτων σης γεννήτριας. • Για την λειτουργία των accumulators του συστήματος. • Για τον σωστό συγχρονισμό των accumulators με την μνήμη και τους D/A converters.

23. Αποκωδικοποίηση εντολών/Καταχώρηση δεδομένων. • Με την ανίχνευση address write κύκλου αποκωδικοποίηση των D5..D0 και ενεργοποίηση του κατάλληλου register. • Με την ανίχνευση data write κύκλου αποθήκευση των δεδομένων του διαύλου επικοινωνίας στον επιλεγμένο καταχωρητή

24. Οι accumulators του συστήματος.

25. Pipelined accumulator

26. To τμήμα ελέγχου χρονισμού. • Στον δίαυλο διεύθυνσης της μνήμης(LUT) τοποθετούμε με εναλλαγή τις φάσεις που παράγουν οι accumulators.

27. Το τμήμα ελέγχου χρονισμού • Η απόκριση της μνήμης στα δεδομένα του Address bus είναι. • Καταχωρούμε τα δεδομένα του Data bus της μνήμης στον D/A που πρέπει όταν έχουμε αλλαγή δεδομένων φάσης.

28. Το τμήμα ελέγχου χρονισμού. • Η καταχώρηση των δεδομένων στους AD9708 γίνεται με στην ανερχόμενη παρυφή του ρολογιού τους.

29. Το τμήμα ελέγχου χρονισμού.

30. Η διαδικασία εγγραφής στην μνήμη • Εάν η γεννήτρια είναι κλειστή τότε επιτρέπουμε την μετάβαση της μνήμης σε κατάσταση εγγραφής δεδομένων. (Τμήμα ελέγχου μνήμης) • Όταν ο αποκωδικοποιητής εντοπίσει εντολή εγγραφής ενώνει τον δίαυλο δεδομένων της μνήμης με τον δίαυλο της παράλληλης καθώς και το σήμα DS με το We τηςμνήμης.

31. Τμήμα ελέγχου μνήμης • Τα We, Oe της μνήμης οδηγούνται από σήματα του αποκωδικοποιητή εντολών, Εάν η γεννήτρια είναι κλειστή. Αλλιώς η μνήμη λειτουργεί συνέχεια σε κατάσταση ανάγνωσης (We=1, Oe=0).

32. Η διαδικασία εγγραφής στην μνήμη

33. To software της γεννήτριας • Υπεύθυνο για την δημιουργία κύκλων address write, command write. • Με βάση αυτούς τους κύκλους ελέγχει όλες τις λειτουργίες της γεννήτριας.

34. Π.χ. Εγγραφή μνήμης

35. Το software της γεννήτριας. • Επιτρέπει την χρήση και ενσωμάτωση γραφικών στο user interface της γεννήτριας. • Επιτρέπει την αποθήκευση της κατάστασης (status) της. • Καθορισμός χαρακτηριστικών σημάτων από scroll bars, text cells κλπ.. • Επιλογή σήματος προς αναπαραγωγή με την χρήση option buttons.

39. Εφαρμογές

40. Εφαρμογές