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

Радиотелеметрическая система
Телеметрией называют область техники, которая занимается вопросами измерений различных физических величин, характеризующих состояние исследуемых объектов или процессов; передачей результатов этих измерений на р ...

Проектирование канала низкой частоты
Многоканальная связь представляет отрасль связи, которая занимается организацией по общей линии передачи нескольких каналов, действующих одновременно и независимо друг от друга, с использованием систем передачи МКС организуют ...