Данный дипломный проект основывается на уже существующей элементной базе, что существенно снижает стоимость разрабатываемого устройства.

Используются зарубежные и отечественные элементы, удовлетворяющие требованиям к устройству и хорошо зарекомендовавшие себя по предыдущим работам.

Для перевода аналогового сигнала в цифровой целесообразно применить микросхему фирмы National Semiconductor ADC08D500, которая является сдвоенным 8-битным аналого-цифровым преобразователем.

Микросхема имеет следующие характеристики:

1. Напряжение питания +1.8 В;

2. Максимальная частота преобразования на один канал – 500 MSPS;

3. Потребляемая мощность – 1.4 Вт;

Оптимальное сочетание таких параметров как быстродействие, энергопотребление, степень интеграции, стоимость делает ADC08D500 фирмы National Semiconductor идеальным АЦП для построения устройств цифровой обработки сигналов в диапазоне обрабатываемых частот до 250 МГц.

Одна из проблем, стоящих перед создателями современных средств обработки информации – поиск компромисса между скоростью и универсальностью. Микропроцессоры общего назначения способны исполнить практически любой алгоритм. Однако по скорости их нельзя сравнить с заказными интегральными схемами, предназначенными для конкретных приложений (application-specific integrated circuit — ASIC), реализующих те и только те функции, которые необходимы для решения вполне конкретной задачи. При должной настройке ASIC на данную проблему можно получить микросхему, которая будет значительно меньше, дешевле и быстрее, чем универсальный программируемый микpопpоцессоp. Есть и третий вариант – ПЛИС, т. е. такие аппаратные схемы, которые могут быть модифицированы практически в любой момент в процессе их использования. Они состоят из конфигурируемых логических блоков, подобных переключателям с множеством входов и одним выходом. В цифровых схемах такие переключатели реализуют базовые двоичные операции AND, NAND, OR, NOR и XOR. В большинстве современных микропроцессоров функции логических блоков фиксированы и не могут модифицироваться. Принципиальное отличие ПЛИС состоит в том, что и функции блоков, и конфигурация соединений между ними могут меняться с помощью специальных сигналов, посылаемых схеме. В некоторых ASIC-микросхемах используются логические матрицы (так называемые Базовые Матричные Кристаллы — БМК), аналогичные ПЛИС по структуре, однако они конфигурируются раз и навсегда в процессе производства путем «прожига», в то время как ПЛИС могут постоянно перепрограммироваться и менять топологию соединений в процессе использования.

ПЛИС представляют собой поля из нескольких тысяч логических вентилей с триггерным блоком памяти и триггерными схемами ввода/вывода. Вентили выполняют функции комбинационной логики, а их соединения между собой и с триггерами формируются при загрузке программы, задающей конфигурацию межсоединений.

В соответствии со всем вышесказанным, учитывая возможность модернизации микропрограммы, удобнее и перспективнее использовать в качестве основного узла обработки служебных кодов современную ПЛИС. В данном проекте применена ПЛИС XC2S100-5PQ208I фирмы Xilinx Inc.

Трансформаторы ADTL2-18 cd542 фирмы Mini-Circuits используется в проектируемом устройстве исходя из требований производителя АЦП, указанных в документации на ADC08D500 (полное название трансформатора и схема его включения).

Семейство преобразователей питания TPS701xx выбрано в качестве источников питания для проектируемого устройства в связи с тем, что обладает высокой стабильностью параметров, значительным диапазоном формируемых напряжений, относительно высокой мощностью в сочетании с достаточно низкой ценой.

Данные источники питания представляют собой двухканальный преобразователь питания, питающийся от +5 В и формирующий на выходе напряжения в соответствии с табл. 5.1.




Обвязка источников питания собирается в соответствии с указаниями, данными изготовителями источников питания.

В качестве преобразователей выбраны преобразователи серии SN65LVDS фирмы Texas Instruments. Данные преобразователи обладают требуемым в устройстве быстродействием (до 400 МГц) и собственно являются единственными достаточно быстродействующими преобразователями в разумном (до 5 USD) ценовом диапазоне. Эти преобразователи являются одноканальными, что с одной стороны, конечно, вызывает неудобство с точки зрения занимаемой площади (необходимой для размещения преобразователей всех каналов), но с другой стороны позволяет более удобно размещать эти преобразователи при разводке платы.