Разработка программно-аппаратной системы адаптивного аналого-цифрового преобразования сигналов звукового диапазона на базе однокристального микроконтроллера

Темой данного дипломного проекта является разработка системы адаптивного аналого-цифрового преобразования (АЦП) на базе однокристального микроконтроллера.

Проблема адаптивного аналого-цифрового преобразования в настоящее время является актуальной. Адаптивное аналого-цифровое преобразование требуется для возможности работы сервиса Voice over IP (VoIP) [1], используется в звукозаписывающих студиях [2], применяется в мобильных и стационарных телефонах и других областях электроники.

Системы, предназначенные для адаптивного аналого-цифрового преобразования разрабатывались ранее, пример такой системы описан в [2]. Но аналого-цифровой преобразователь, используемый в указанной системе не обладает требуемой точностью преобразования и устройство обработки цифровых кодов не выполняет требуемых функций.

Поэтому в данном дипломном проекте было решено разработать новую систему на основе уже имеющихся методов адаптивного аналого-цифрового преобразования.

аналоговое цифровое преобразование микроконтроллер

Задачей данного дипломного проекта является разработка программно-аппаратной системы адаптивного аналого-цифрового преобразования сигналов звукового диапазона на базе однокристального микроконтроллера. Обеспечить следующие возможности системы:

а) приём аналогового сигнала;

б) приведение параметров сигнала к диапазону АЦП;

в) аналого-цифровое преобразование сигнала;

г) адаптирование аналого-цифрового преобразования;

д) выдача цифровых кодов.

Формат входных данных: аналоговый сигнал в частотном диапазоне 20Гц - 20кГц с амплитудой диапазоном 0-250мВ (диапазон выхода линейного усилителя).

Формат выходных данных: файл с набором цифровых кодов, характеризующих мгновенное значение напряжения в точках измерения и служебную информацию о выбранном шаге квантования.

Темой данного дипломного проекта является разработка системы, предназначенной для обработки аналоговых звуковых сигналов на однокристальных микроконтроллерах с помощью алгоритмов адаптивной аналого-цифровой обработки сигналов. Упоминания об этой проблеме встречаются в технической литературе. Научно-технические знания, необходимые для составления этого дипломного проекта были найдены в перечисленных ниже источниках.

Статья [3] размещена на сайте рынка микроэлектроники. В этой статье объясняется, что такое аналого-цифровые преобразователи, представлены общие сведения об этих устройствах, описана процедура аналого-цифрового преобразования, приведена классификация аналого-цифровых преобразователей.

В источнике [4] говорится о проблеме измерения показателей качества электроэнергии, описываются преимущества аналого-цифровых преобразователей с сигма-дельта архитектурой (сигма-дельта АЦП) над аналого-цифровыми преобразователями других классов. Так же автор обосновывает необходимость применения адаптивных методов аналого-цифровой обработки сигналов и приводит результаты математического моделирования применения методов адаптивной обработки результатов аналого-цифрового преобразования.

В

источнике [5] описывается алгоритм адаптивной обработки для сигма-дельта-АЦП на основе метода кодирования Лемпеля-Зива-Велча, приводится блок-схема этого алгоритма, излагаются некоторые особенности работы аналого-цифровых преобразователей с сигма-дельта архитектурой, показывается результаты сравнительного анализа классического способа преобразования и алгоритма, основанном на методе кодирования Лемпеля-Зива-Велча.

Источник [6] является справочным руководством по однокристальным микроконтроллерам AVR семейства Mega фирмы Atmel. Рассмотрена архитектура микроконтроллеров AVR, её особенности, приведены основные электрические параметры. Подробно описано внутреннее устройство микроконтроллеров, системы команд, периферии, а также способов программирования.

В статье [7] объясняются принципы работы каждого из классов АЦП.

• Сравнение АЦП различных типов
• Системный анализ объекта проектирования
• Принцип учета неопределенности и случайностей
• Вариантный анализ способов реализации системы
• Построение иерархии
• Построение матриц попарных суждений второго уровня
• Вычисление вектора приоритетов для матрицы попарных сравнений второго уровня
• Анализ результатов этапа вычисления вектора приоритетов для матрицы попарных сравнений второго уровня
• Построение матриц попарных сравнений третьего уровня
• Определение отношения согласованности матрицы парных суждений второго уровня
• Определение отношения согласованности матриц парных суждений третьего уровня
• Вычисление вектора глобальных приоритетов
• Анализ результатов вычислений вектора глобальных приоритетов
• Анализ согласованности всей иерархии
• Описание структурной схемы системы
• Описание алгоритма работы
• Описание программного обеспечения
• Описание методов и переменных
• Тестирование системы
• Маркетинговые исследования
• Определение затрат на проектирование программного продукта
• Анализ условий труда программиста
• Требования к производственным помещениям
• Расчёт системы защитного заземления
• Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Выявление и оценка радиационной обстановки в лаборатории при загрязнении радиоактивными веществами после аварии на АЭС
• Мероприятия по защите сотрудников и учащихся университета

Еще статьи по теме

Проектирование электронного медицинского термометра
Проектируемый прибор- электронный медицинский термометр, в простонародье градусник. Необходим для точного измерения температуры человеческого организма и дальнейшей постановки правильного диагноза. Среди методов выявления быт ...

Радиотехническая аппаратура высокоточного контроля геометрической формы плотин гидроэлектростанций
Гидротехнические сооружения гидроэлектростанций представляют собой объекты повышенной опасности, поэтому постоянное наблюдение за их состоянием, контроль геометрических и физико-механических параметров мини ...