Соколов Владимир Александрович
Научный руководитель: Котов Леонид Нафанаилович кандидат физ-мат. наук, заведующий кафедрой радиофизики и электроники СыктГУ
Сыктывкарский Государственный Университет, г. Сыктывкар, Россия
В импульсной радиоспектрометрии большая часть информации об исследуемом объекте заключена в его отклике на воздействие высокочастотного поля короткой длительности[1]. Сигнал отклика представляет собой высокочастотный радиоимпульс, наводящийся в катушке индуктивности, в которую помещен объект. Длительности радиоимпульсов наведенного магнитного поля составляют от 0,5 мкс до 400 мкс [1][2]. Обычно наибольшую информацию несет в себе огибающая наведенного радиоимпульса. Таким образом, наведенный радиоимпульс с приемной катушки перед его исследованием необходимо продетектировать. Исследование сигналов с использованием осциллографа имеет ряд существенных недостатков, главный из которых заключается в том, что уровень полезного сигнала часто сравним с уровнем шумов приемного тракта. Такой сигнал трудно наблюдать на экране осциллографа в связи с хаотично меняющейся картиной на экране.
Одним из технических решений, устраняющих указанный недостаток, является использование цифровой обработки подобных сигналов, т.е. преобразование амплитуды сигнала в цифровую форму с частотой оцифровки. Этот метод является более предпочтительным, поскольку накапливается информация о сигнале, к которой можно применять методы математической обработки. Эти процедуры уменьшают погрешность определяемых в процессе эксперимента величин.
Для цифровой обработки сигналов была разработана высокочастотная система сбора данных блок-схема, которой приведена на рис.1. Система сбора данных подключается к компьютеру через ISA шину.
Быстродействие шины ISA не позволяет считывать данные непосредственно с АЦП поэтому был разработан быстродействующий контроллер, работающий в буферном режиме
[3].При работе контроллера, оцифрованный сигнал с шины данных АЦП (ШДА) через первый шинный формирователь записывается в кэш-память, при этом адрес ячейки памяти задается селектором адреса(СА). При записи тактирование АЦП и СА осуществляется сигналом CLK, который формируется генератором с кварцевой стабилизацией частоты. Генератор формирует сигнал записи(WR) байта в
кэш-память, фронт сигнала WR отстает от фронта CLK на время переключения счетчиков СА. Запись в кэш-память начинается по фронту сигнала “ПУСК”. Это необходимо, для того чтобы синхронизовать момент подачи зондирующего радиоимпульса и начало записи. При достижении СА адреса равного 215 (сигнал А15 равен лог.1) устройство управления (УУ) запрещает перебор адресов и переводит первый шинный формирователь в высокоимпедансное состояние (сигнал EZ1), а также формирует сигнал прерывания IRQ, который свидетельствует о том, что кэш-память заполнена и должно производиться считывание данных в ПЭВМ. Считывание производится через второй шинный формирователь, при этом УУ переводит кэш-память в режим чтения (сигнал R/W). При считывании данных из кэш-памяти СА тактируется сигналом STP, который формируется УУ при чтении байта из порта, с адресом, соответствующим устройству. По окончании считывания система сбора данных переводится в режим ожидания и не занимает ресурсы ПЭВМ, а при подаче сигнала “ПУСК” опять начинается запись.В качестве АЦП использована микросхема КР1107ПВ1
[4]. Выходные уровни и уровни сигналов управления АЦП соответствуют уровням ТТЛ, что позволяет без применения дополнительных преобразователей уровня использовать эту микросхему в данной системе сбора данных.Входной усилитель системы сбора данных позволяет работать как с однополярным входным сигналом положительной полярности, так и с биполярным.
В данной работе разработана универсальная система сбора данных. Система может работать совместно со всеми IBM совместимыми компьютерами. Управление системой осуществляется с ПЭВМ.
ЛИТЕРАТУРА
e-mail: asf@asf.e-burg.ru