Rozhraní analogového vstupu/výstupu pro DSP jednotky – laboratorní úloha

Lukáš Ožvold

Bachelor's thesis

Analog Input / Output Interface for DSP Units - Laboratory Exercise

Abstract:

Cílem této bakalářské práce je tvorba laboratorního rozhraní, sloužícího ke zpracování a následné digitalizaci analogového vstupního signálu, který je již dále zpracovatelný pomocí FPGA vývojové platformy. Rozhraní bude využito ve výuce s touto vývojovou deskou a rozšíří tak možnosti jejího využití. V práci je popsán princip převodu signálů analogových na digitální a jsou zde uvedeny nejpoužívanější typy konstrukce A/D a D/A převodníků. V další části se nachází popis obvodů pro předzpracování signálu a přenosu číslicového signálu pomocí SPI rozhraní, které je pro účely často využíváno. Stručně je také popsána základní funkce a princip stavby obvodů FPGA.V praktické části je popsán výběr jednotlivých převodníků, celkové obvodové zapojení a konfigurace rozhraní. Zakončením práce je pak vytvořená laboratorní úloha, sloužící k základnímu pochopení principu převodu signálů.

Abstract:

The aim of this bachelor thesis is to design and create the laboratory interface which will be used for processing and digitalization analog input signal, which can be subsequently processed by FPGA platforms. The interface will be used in the laboratory exercise with a development board and expand the possibilities of its use. The thesis describes the principle of conversion analog signals to digital. There are also described the most common types of construction A/D and D/A converters. The thesis includes a description of circuits for signal preprocessing and description of transmission of digital signals with using SPI interface. The principle of function FPGA integrated circuit is shortly described. There is explained the choice of single converters, general circuit and configuration of the interface in the practical part. The laboratory excercise has been made for basic understanding of the conversion principle.

Keywords

Nyquistův teorém, dolní propust, aliasing, vzorkovací obvod, A/D převodník, D/A převodník, MSB bit, LSB bit, kmitočtové filtry, referenční napětí, SPI, FPGA, mezní kmitočet, kmitočet potlačení, impedanční přizpůsobení, buffer, VHDL

Keywords

Nyquist theorem, lowpass filter, aliasing, sample and hold circuit, AD converters, DA converters, MSB bit, LSB bit, frequency filter, voltage reference, SPI, FPGA, cutoff frequency, stopband frequency, impedance adaptation, buffer, VHDL

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 7. 5. 2013

Thesis defence

• Date of defence: 5. 6. 2013
• Supervisor: Vladimír Kašík
• Reader: Ondřej Adamec

VŠB - Technical University of Ostrava

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Bachelor programme / field:
Elektrotechnika / Biomedicínský technik