Усовершенствование преобразователя аналог-код
Розглянуто питання про використання мікросхеми одноканального програмованого цифрового фільтра QF1D512 компанії Quickfilter Technologies для обробки цифрового потоку даних аналого-цифрового перетворювача під час реєстрації сейсмічного сигналу....
Збережено в:
| Дата: | 2013 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України
2013
|
| Назва видання: | Геофизический журнал |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/98988 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Усовершенствование преобразователя аналог-код / И.Ю. Михайлик, К.В. Петренко // Геофизический журнал. — 2013. — Т. 35, № 4. — С. 176-178. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-98988 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-989882016-04-20T03:02:06Z Усовершенствование преобразователя аналог-код Михайлик, И.Ю. Петренко, К.В. Научные сообщения Розглянуто питання про використання мікросхеми одноканального програмованого цифрового фільтра QF1D512 компанії Quickfilter Technologies для обробки цифрового потоку даних аналого-цифрового перетворювача під час реєстрації сейсмічного сигналу. A problem of applying the ship of single-channel programmable digital filter QF1D512 from the company Quickfilter Technologies for processing of digital data stream o f analogdigital code converter during seismic signal registration has been considered. В статье рассмотрен вопрос об использовании микросхемы одноканального программируемого цифрового фильтра QF1D512 компании Quickfilter Technologies для обработки цифрового потока данных аналогово-цифрового преобразователя в составе АЦСС при регистрации сейсмического сигнала. 2013 Article Усовершенствование преобразователя аналог-код / И.Ю. Михайлик, К.В. Петренко // Геофизический журнал. — 2013. — Т. 35, № 4. — С. 176-178. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. 0203-3100 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/98988 550.34.03 ru Геофизический журнал Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Научные сообщения Научные сообщения |
| spellingShingle |
Научные сообщения Научные сообщения Михайлик, И.Ю. Петренко, К.В. Усовершенствование преобразователя аналог-код Геофизический журнал |
| description |
Розглянуто питання про використання мікросхеми одноканального програмованого цифрового фільтра QF1D512 компанії Quickfilter Technologies для обробки цифрового потоку даних аналого-цифрового перетворювача під час реєстрації сейсмічного сигналу. |
| format |
Article |
| author |
Михайлик, И.Ю. Петренко, К.В. |
| author_facet |
Михайлик, И.Ю. Петренко, К.В. |
| author_sort |
Михайлик, И.Ю. |
| title |
Усовершенствование преобразователя аналог-код |
| title_short |
Усовершенствование преобразователя аналог-код |
| title_full |
Усовершенствование преобразователя аналог-код |
| title_fullStr |
Усовершенствование преобразователя аналог-код |
| title_full_unstemmed |
Усовершенствование преобразователя аналог-код |
| title_sort |
усовершенствование преобразователя аналог-код |
| publisher |
Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України |
| publishDate |
2013 |
| topic_facet |
Научные сообщения |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/98988 |
| citation_txt |
Усовершенствование преобразователя аналог-код / И.Ю. Михайлик, К.В. Петренко // Геофизический журнал. — 2013. — Т. 35, № 4. — С. 176-178. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
| series |
Геофизический журнал |
| work_keys_str_mv |
AT mihajlikiû usoveršenstvovaniepreobrazovatelâanalogkod AT petrenkokv usoveršenstvovaniepreobrazovatelâanalogkod |
| first_indexed |
2025-07-07T07:17:58Z |
| last_indexed |
2025-07-07T07:17:58Z |
| _version_ |
1836971646483693568 |
| fulltext |
И. Ю. МИхайлИк, к. В. Петренко
176 Геофизический журнал № 4, т. 35, 2013
QF1D512 представляет собой одноканаль-
ный программируемый цифровой фильтр,
предназначенный для включения в последова-
тельный поток цифрового сигнала или для ис-
пользования в качестве конвольвера [DATA…].
Микросхема выполняет конволюционную
(FIR) фильтрацию входного сигнала цифровым
фильтром длиной 512 звеньев, имеет возмож-
УДК 550.34.03
Усовершенствование преобразователя аналог-код
© И. Ю. Михайлик, К. В. Петренко, 2013
Институт геофизики НАН Украины, Киев, Украина
Поступила 25 апреля 2013 г.
Представлено членом редколлегии а. В. кендзерой
Розглянуто питання про використання мікросхеми одноканального програмо-
ваного цифрового фільтра QF1D512 компанії Quickfilter Technologies для оброб-
ки цифрового потоку даних аналого-цифрового перетворювача під час реєстрації
сейсмічного сигналу.
A problem of applying the ship of single-channel programmable digital filter QF1D512
from the company Quickfilter Technologies for processing of digital data stream o f analog-
digital code converter during seismic signal registration has been considered.
ность выбора различных фильтров, в том числе
с крутыми частотными срезами АЧХ. Фильтр
превосходно справляется с различными скоро-
стями потока данных с выхода ADC от 10 sps
до 500 ksps при разрешении от 12 до 24 бит. К
основным характеристикам можно добавить:
• SPI — интерфейс до 20 МГц;
• возможность использования нескольких
Рис. 1.
УСоВершенСтВоВанИе ПреобразоВателя аналоГ-код
Геофизический журнал № 4, т. 35, 2013 177
микросхем последовательно, с возмож-
ностью программирования режима «об-
хода» какой-либо;
• цифровые I/O — выводы толерантны к 5 В
при питании 3,3 В, и к 3,3 В при питании
1,8 В;
• внутренний линейный стабилизатор;
• низкое потребление — менее 1 при 1 ksps,
10 мВт при 200 ksps;
• напряжение питания — 3,3 или 1,8 В
• использование в температурном диапазо-
не от −40 до +85 °C [DATA…].
Конфигурация фильтра рассчитывается с
помощью специального программного про-
дукта, поставляемого вместе с микросхемой
(Quickfilter Pro Design Software), поддержи-
вающего расчет большинства цифровых FIR-
фильтров. Устройство можно конфигури-
ровать внутрисхемно [Development…]. Этот
фильтр может работать в широком диапазоне
частот квантования — от 10 Гц до 500 кГц и
отсчетами от 12 до 24 бит.
Применение такого фильтра значительно
улучшает характеристики преобразователя
аналог—код для сейсмологического сигнала,
описанного в статье [Михайлик, Петренко,
2012], за счет ускорения процесса фильтрации
и увеличения глубины режекции высших ча-
стот. Более того, если ранее преобразователь
Рис. 2.
мог обеспечить частоту квантования не более
20 Гц, то теперь появляется возможность по-
высить ее до 80 Гц. В разработанном варианте
АЦСС были применены три частоты кван-
тования: 20, 40 и 80 Гц, которые выбираются
пользователем в зависимости от требований к
получаемой информации. Микросхема филь-
тра включается между интегральным преобра-
зователем аналог—код (ADC) и управляющим
микроконтроллером.
Для трех частот квантования необходимо
рассчитать три фильтра. Программа расчета
фильтров позволяет выбрать различные кон-
фигурации, которые представлены на рис. 1
[Development…].
Процесс выбора параметров фильтра де-
тально описан в руководстве пользователя
[Development…]. Следует лишь отметить, что
в данном случае входная и выходная частоты
квантования выбираются одинаковыми и рав-
ными 512 Гц. Последующая децимация будет
выполняться в микроконтроллере. Коэффи-
циенты выбранных фильтров записываются в
память микроконтроллера на начальном этапе
подготовки к работе блока ADC вместе с основ-
ной программой работы микроконтроллера.
Частота квантования устанавливается
перемычками на плате ADC, а при их отсут-
ствии принимается равной 20 Гц (см. рис. 2).
И. Ю. МИхайлИк, к. В. Петренко
178 Геофизический журнал № 4, т. 35, 2013
Data Sheet Qf1d512 Quickfilter Technologies, http://
www.quickfiltertech.com/
Development Kit User’s Guide QF1D512 Quickfilter
Technologies, http://www.quickfiltertech.com
Парамет ры необходимого фильтра будут авто-
матически перезагружены в микросхему циф-
рового фильтра после установки или переклю-
чения перемычек «40», «80» без выполнения
перезагрузки АЦСС. Состояние перемычек
контролируется постоянно по всем трем ком-
понентам.
Блок-схема включения микросхемы преоб-
разователя ADC (AD7732), микросхемы цифро-
вого фильтра (QF1D512) и микроконтроллера
(AT89C51ED2) представлена на рис. 2.
Для правильной работы аналого-цифрового
преобразователя и цифрового фильтра необ-
ходимо выполнить начальную загрузку микро-
схем управляющей информацией. Микрокон-
троллер выбирает микросхему, в которую бу-
дет загружать соответствующую информацию
с помощью сигналов выбора микросхемы «CS»
и «CS_N».
Для выбора микросхемы ADC используется
сигнал «CS», при этом любая работа с филь-
тром блокируется. В управляющих данных
устанавливается частота квантования 520 Гц
и другие параметры в соответствии с руковод-
ством пользователя [DATA…]. Показателем
правильной работы микросхемы преобразо-
вателя ADC является появление импульсов
низкого уровня на выходе «RDY».
Затем в микросхему ADC подается сигнал,
запрещающий его работу, и устанавливается
сигнал, разрешающий работу с цифровым
фильтром QF1D512 — «CS_N». В память загру-
жаются коэффициенты одного из выбранных
фильтров, а в управляющие регистры — не-
обходимая служебная информация:
DB 00h; 0 User Register
DB 0B0h; 1 identification of the QF1D512
device
DB 01h; 2 version of the QF1D512 device
DB 00h; 3 DIN_PT FILT_EN
DB 0Bh; 4 MODE1 MODE0 FORMAT
DSEL_POL DCLK_POL SCLK_
POL
DB 02h; 5 OVF_FLAG FIR_FOLD DEC_EN
DB 0FFh; 6
DB 01h; 7 Number of taps in the FIR filter
(512)
DB 00h; 8 Down-sampling rate
DB 00h; 9 Header field offset
DB 00h; A Header field size in bits
DB 00h; B Header data valid mask
DB 00h; C Header data valid bits
DB 00h; D Data field offset in bits
DB 18h; E Data field size in bits (24)
DB 00h; F reserved and should not be ac-
cessed
Первые три регистра являются информаци-
онными и не загружаются. Последний, 16-й ре-
гистр, зарезервирован и тоже не загружается.
Как уже было сказано, синхронизация по
времени и децимация выполняются в микро-
контроллере. Для этого в микроконтроллере
организован циклический буфер, в котором
хранятся данные приблизительно за одну се-
кунду. Импульсы синхронизации подаются на
микроконтроллер с отставанием на одну секун-
ду. Задержка, вносимая фильтром, составляет
около половины секунды. Для точной синхро-
низации данные из буфера выбираются с со-
ответствующим сдвигом по времени.
Микроконтроллер также выполняет функ ции
передачи преобразованного сигнала в сей смо ло-
гическую станцию.
Список литературы
Михайлик И. Ю., Петренко к. В. К вопросу о циф-
ровом преобразовании сейсмологической ин-
формации // Геофиз. журн. — 2012. — 34, № 2.
— С. 151—153.
|