Đang tải... (xem toàn văn)
Với sự phát triến mạnh hiện nay của việc ứng dụng các cảm biến thì việc thiết kế những hệ đo và khảo sát cảm biến là rất cần thiết
ĐH Cơng Nghệ - ĐHQG Hà Nội Khóa Luận Tốt Nghiệp Tóm tắt Bản khóa luận tốt nghiệp gồm có ba phần riêng biệt phần lý thuyết khuyếch đại lock-in tổng quan chung cấu trúc vi điều khiển dsPic30F4011 cuối phần thực nghiệm Chương lý thuyết khuyếch đại lock-in trước tiên ta tìm hiểu lại phải dùng khuyếch đại lock-in đo lường tín hiệu nhỏ khái niệm khuyếch lock-in, sơ đồ cấu tạo chung khuyếch đại lock-in cổ điển Cuối phần tìm hiểu cấu tạo nguyên tắc hoạt động khuyếch đại lock-in số tương tự Trong chương tổng quan cấu trúc vi điều khiển dsPic30F4011 tìm hiểu chung họ vi điều khiển DsPic30F tiếp đặc điểm chung họ vi điều khiển dsPic30F4011 Cuối ta tìm hiểu sâu cấu trúc vi điều khiển dsPic30F4011 Phần cịn lại khóa luận phần thực nghiệm, trình bày tồn q trình thiết kế khuyếch đại lock-in gồm có phần cứng, phần mềm kết thực nghiệm Phần cứng có khối riêng biệt, với khối có trình bày lý thuyết sở thiết kế Còn phần mềm trình bày dạng sơ đồ khối cấu trúc chương trình với modul riêng biệt Sau thiết kế khuyếch đại lock-in số, ta thử nghiệm hệ đo cho cảm biến có nhân khuyếch đại lock-in vừa chế tạo Cụ thể khóa luận thử nghiệm hệ đo áp dụng cho cảm biến áp suất MPX2300D công ty Motorola cung cấp Sinh Viên : Lê Trần Triệu Tuấn ĐH Cơng Nghệ - ĐHQG Hà Nội Khóa Luận Tốt Nghiệp MỤC LỤC Mở Đầu Chương Bộ Khuếch Đại Lock In 1.1 TỔNG QUAN VỀ BỘ KHUYẾCH ĐẠI LOCK IN 1.1.1 Giới thiệu 1.1.2 Khái niệm “lock in amplifier” 1.1.3 Cấu trúc chung khuyếch đại lock in .6 1.2 BỘ KHUYẾCH ĐẠI LOCK IN TƯƠNG TỰ (ANALOG LOCK-IN AMPLIFIERS) 1.3 BỘ KHUYẾCH ĐẠI LOCK IN SỐ (DIGITAL LOCK-IN AMPLIFIERS) .9 Chương Vi Điều Khiển DsPic30F4011 11 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỌ VI ĐIỀU KHIỂN DSPIC 11 2.2 ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA VI ĐIỀU KHIỂN DSPIC30F4011 11 2.2.1 Khối xử lý trung tâm CPU .11 2.2.2 Bộ chuyển đổi tương tự số ADC 12 2.2.3 Các cổng vào I/O Port ngoại vi 12 2.2.4 Bộ xử lý tín hiệu số 12 2.2.5 Một số đặc điểm khác 13 2.3 CẤU TRÚC CỦA VI ĐIỀU KHIỂN DSPIC30F4011 13 2.3.1 Khối xử lý trung tâm CPU .13 2.3.2 Khối tạo địa AGU 17 2.3.3 Tổ chức nhớ nhớ chương trình 20 2.3.4 Các cổng vào I/O Port 23 2.3.5 Ngắt chế ngắt 25 2.3.6 Các định thời 27 Trong vi xử lý dsPIC40F4011 có tới năm định thời (Timer) 16-bit Trong Timer hoạt động riêng biệt, riêng hai Timer 2, hai Timer 4, kết hợp với để trở thành Timer 32 bit 27 Xung nhịp đầu vào (Fosc/4 xung nhịp ngồi) đưa vào Timer 16-bit chia tần số theo tỉ lệ sau: 1:1, 1:8, 1:64, 1:256 xác định bit TCKPS ghi TxCON Hệ số chia tần (prescaler) bị xố xảy điều kiện sau: .28 2.3.7 Bộ chuyển đổi tương tự số ADC 31 Module ADC sử dụng RAM để làm đệm lưu kết biến đổi A/D Có tất 16 vị trí RAM sử dụng để làm việc này, là: ADCBUF0, ADCBUF1, ADCBUF2, , ADCBUFE, ADCBUFF RAM có độ rộng 12-bit liệu chứa lại bốn dạng số 16-bit là: nguyên, nguyên có dấu, phân số, phân số có dấu 31 Chương Thực Nghiệm .34 3.1 PHẦN CỨNG .34 3.1.1 Các khối nguồn 35 3.1.2 Khối lọc thông thấp 36 3.1.3 Khối biến đổi DAC 37 3.1.4 Khối khuyếch đại tín hiệu vào 44 3.1.5 Khối LCD 49 3.1.6 Khối xử lý trung tâm 50 3.2 PHẦN MỀM 50 3.3 CÁC KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM: 52 3.3.1 Mạch khuyếch đại lock-in chế tạo tín hiệu vào lock in: .52 3.3.2.Thử nghiệm khuyếch đại lock-in với cảm biến áp suất MPX2300D: 56 Sinh Viên : Lê Trần Triệu Tuấn ĐH Công Nghệ - ĐHQG Hà Nội Khóa Luận Tốt Nghiệp Kết Luận 60 Phụ Lục 61 Bảng ký hiệu, chữ viết tắt VĐK : Vi điều khiển ADC : Chuyển đổi tương tự số (Analog digital convert) DAC : Chuyển đổi số tương tự (Digital analog convert) Sinh Viên : Lê Trần Triệu Tuấn ĐH Công Nghệ - ĐHQG Hà Nội KĐTT : Khuyếch đại thuật tốn AC : Dịng điện xoay chiều DC : Dòng điện chiều Sinh Viên : Lê Trần Triệu Tuấn Khóa Luận Tốt Nghiệp ĐH Cơng Nghệ - ĐHQG Hà Nội Khóa Luận Tốt Nghiệp Mở Đầu Với phát triến mạnh việc ứng dụng cảm biến việc thiết kế hệ đo khảo sát cảm biến cần thiết, thiết bị khơng thể thiếu cho phịng thí nghiệm Một hệ đo nhạy có xác cao cịn ứng dụng y học, máy xét nghiệm y sinh Ngồi cịn có ý nghĩa quan trọng tới nhiều ứng dụng cần độ xác cao khoa học kỹ thuật (ví dụ như: đo lường xác, robotic, ) Nhiều cảm biến thiết kế có lối điện áp nhỏ, việc để phát sai lệch đo điện áp khó khăn Do ý tưởng thiết kế hệ đo lường có độ nhạy cao cho cảm biến quan trọng, ý tưởng hệ đo có sử dụng khuyếch đại lock-in Với nhân khuyếch đại lock-in có hệ đo sensor lý tưởng, cung cấp phép đo độ phân giải cao tín hiệu cách tương đối với độ lớn tần số riêng biệt Việc thiết kế hệ đo mà có nhân khuyếch đại lock-in cổ điển phức tạp khuyếch đại cần có trộn kênh lọc có độ xác cao Ngồi khuyếch đại lock-in tương tự ảnh hưởng từ việc trơi nhiệt già hóa linh kiện gây sai số lớn cho hệ đo Nhưng ta thiết kế khuyếch đại lock-in số khả thi nhiều Với công nghệ số, vi điều khiển đảm nhiệm tốt vai trị bộ lọc trộn kênh có độ xác cao Vì số hóa nên khơng có tượng trơi nhiệt già hóa linh kiện gây sai số ảnh hưởng tới hệ đo.Chính khuyếch đại lock-in số lựa chọn thông minh người sử dụng Và Trong khóa luận em tìm hiểu thiết kế khuyếch đại lock-in số dựa vi điều khiển DsPic Và từ hình thành nên hệ đo đơn giản với nhân khuyếch đại lock-in số thử nghiệm hệ đo với cảm biến áp suất MPX2300D Motorola Sinh Viên : Lê Trần Triệu Tuấn ĐH Cơng Nghệ - ĐHQG Hà Nội Khóa Luận Tốt Nghiệp Chương Bộ Khuếch Đại Lock In 1.1 Tổng quan khuyếch đại lock in 1.1.1 Giới thiệu Trong nhiều ứng dụng để đo tín hiệu AC bé bé tới vài nanovolts người ta sử dụng phép đo thông thường (sử dụng máy đo vạn chẳng hạn) Đó nguyên nhân đời khuyếch đại lock in (lock-in amplifier) Vậy ta lại không dễ dàng đo tín hiệu AC nhỏ (vài nanovolts)? Ta xét ví dụ sau.[8] Ví dụ 1: Cho tín hiệu sóng sine 10nV tần số 10kHz Rõ ràng khuyếch đại cần phải cho tín hiệu lớn ồn Một khuếch đại tốt (low-noise) có mật độ ồn lối vào khoảng 5nV/sqrt(Hz) Nếu băng thông khuyếch đại 100kHz hệ số khuyếch đại 1000 lần, thu lối ra: Tín hiệu lối ra: (10nV x 1000) = 10uV Tín hiệu nhiễu dải rộng: (5nV x 100 KHz x 1000)=1,6mV Như khơng có nhiều hội để đo tín hiệu khơng chọn tần số mong muốn.(Xem minh họa Hình 1.1) Ví dụ 2: Nếu ta lắp thêm lọc dải thông vào khuyếch đại với Q=100 (một lọc tốt – Q xem hệ số phẩm chất lọc) tâm thơng 10kHz, tín hiệu vùng 100Hz (10kHz/Q) xung quanh tâm phát Nhiễu trường hợp (5nV x 100 Hz x 1000) = 50uV, tín hiệu 10uV Nhiễu lối lớn nhiều lần tín hiệu, khơng thể tạo phép đo xác Như tăng hệ số khuếch đại giúp tăng tỉ số tín hiệu ồn (S/N).(Xem minh họa Hình 1.2) Vậy muốn đo tín hiệu, ta phải thiết kế lọc có hệ số Q lớn, việc khó khơng khả thi.Tuy nhiên dị nhạy pha (Phase Sensitive Detector) có Q lớn cỡ 10000 Nên ồn tín hiệu nêu ví dụ cịn 10u Sinh Viên : Lê Trần Triệu Tuấn ĐH Công Nghệ - ĐHQG Hà Nội Khóa Luận Tốt Nghiệp Hình 1.1 Nhiễu tín hiệu[2] Hình 1.2 Ồn bị triệt tiêu sau qua lọc thông thấp[2] Kỹ thuật dị nhạy pha (Phase-Sensitive Detection) : Có thể nói “Bộ dò nhạy pha - Phase Sensitive Detection (PSD)” trái tim khuyếch đại lock in, xem hoàn điệu hay trộn Máy dị tìm vận hành việc nhân lên hai tín hiệu Phân tích sau cho ta tín hiệu mong muốn Hình 1.3 vị trí đầu khuyếch đại lock in phát đường tín hiệu khơng tạp nhiễu (noise-free) hình sin Xác định sơ đồ “Signal In” Thiết bị Sinh Viên : Lê Trần Triệu Tuấn ĐH Công Nghệ - ĐHQG Hà Nội Khóa Luận Tốt Nghiệp ni với nguồn tín hiệu tham chiếu (hay cịn gọi tín hiệu reference dạng tín hiệu hình sin, cài đặt sẵn) Hình 1.3.Tín hiệu, tín hiệu tham chiếu tích hai tín hiệu[15] Bộ dị nhạy pha vận hành việc nhân hai tín hiệu kết qủa ta thu tín hiệu Demodulator Output hình Từ ta thấy khơng có khác pha tín hiệu vào tín hiệu reference Demodulator output giữ dạng hình sin, tần số gấp lần tần số tín hiệu reference, mức trung bình dương Hình 1.4 hình 1.3 có dịch pha 900 tín hiệu reference Bây Demodulator output sóng sin có tần số hai lần tần số tín hiệu reference, mức trung bình Hình 1.4 Tín hiệu, tín hiệu tham chiếu dịch 90o tích hai tín hiệu[15] Sinh Viên : Lê Trần Triệu Tuấn ĐH Cơng Nghệ - ĐHQG Hà Nội Khóa Luận Tốt Nghiệp Từ ta nhìn thấy mức trung bình là: - Tỉ lệ với tích số tần số biên độ tín hiệu vào tín hiệu reference - Liên quan tới góc pha tín hiệu vào tín hiệu reference Nó đánh giá biên độ tín hiệu reference giữ giá trị cố định pha tín hiệu reference điều chỉnh để đảm bảo chuyển dịch pha tương đối zero Sau đo xác định mức trung bình biên độ tín hiệu đầu vào Mức trung bình tất nhiên thành phần DC lối giải biến điệu (demodulator output) Để lấy thành phân chiều đơn giản, ta cần cho tín hiệu qua lọc thơng thấp Sau lọc, tín hiệu DC đo phương pháp truyền thống (dùng vôn kế) Ở ta xét đến trường hợp tín hiệu vào tín hiệu khơng có ồn Nhưng ứng dụng thực tế tín hiệu vào ln kèm với ồn nhiễu Ồn nhiễu khơng có tần số cố định khơng có mối quan hệ pha cố định Ồn nhân lên với tín hiệu reference, không đưa mức thay đổi DC Xét tín hiệu vào có dạng hình sin, tín hiệu khơng có ồn: Vin=Acos(ωt), ω=2πF, F tần số tín hiệu vào Trong khuyếch đại lock in cung cấp tín hiệu reference có tần số với tín hiệu vào có dạng sau: V ref = Bcos(ωt + θ), θ độ lệch pha tín hiệu Nếu ta nhân tín hiệu với ta : Vout = A cos (ωt) B cos (ωt + θ) = AB cosωt (cos ωt cos θ - sin ωt sin θ) = AB(cos2ωt cos θ - cos ωt sin ωt sin θ) = AB((½ + ½cos 2ωt)cos θ - ½sin 2ωt sin θ) = ½AB((1+ cos 2ωt)cos θ - sin 2ωt sin θ) = ½AB(cos θ + cos 2ωt cos θ - sin 2ωt sin θ) = ½ABcos θ + ½AB(cos 2ωt cos θ - sin 2ωt sin θ) = ½ABcos θ + ½ABcos(2ωt + θ) Sinh Viên : Lê Trần Triệu Tuấn ĐH Công Nghệ - ĐHQG Hà Nội Khóa Luận Tốt Nghiệp Bây ta cho tín hiệu Vout qua lọc thơng thấp điều hiển nhiên thành phần 2ωt bị loại bỏ Vậy kết ta cịn lại tín hiệu DC (một chiều) Và điều dẫn tới Vout =½ABcosθ tỉ lệ với biên độ tín hiệu vào Vin Thuật toán cho ta ý tưởng việc biến tín hiệu AC thành DC có giá trị biên độ AC ban đầu nhân với N lần Trong hồn cảnh thực tế, tín hiệu đầu vào thường kèm với nhiễu ồn, cài đặt lọc thông thấp phù hợp đầu tín hiệu tín hiệu nhiễu với mối quan hệ pha khác tần số khác bị loại bỏ tín hiệu cuối 1.1.2 Khái niệm “lock in amplifier” Bộ khuyếch đại lock in thiết bị với khả kép Nó khơi phục tín hiệu có mặt nhiễu ồn Nói cách khác, cung cấp phép đo độ phân giải cao tín hiệu cách tương đối với độ lớn tần số riêng biệt Tuy nhiên, thiết bị đại đưa nhiều hai chức Ví dụ khuyếch đại lock in đại có chức sau: - Thiết bị khơi phục tín hiệu AC - Đo pha - Đo tiếng ồn, nhiễu - Vôn kế vector - Bộ phân tích phổ - v.v Chính tính linh hoạt mà có ý nghĩa quan trọng phịng thí nghiệm 1.1.3 Cấu trúc chung khuyếch đại lock in Bộ khuyếch đại lock-in gồm có thành phần : khuyếch đại tín hiệu vào ra, lọc thông dải (bandpass filter), trộn (mixer), lọc thông thấp (lowpass filter) phát tín hiệu reference.(Hình 1.5) Sinh Viên : Lê Trần Triệu Tuấn ĐH Công Nghệ - ĐHQG Hà Nội Khóa Luận Tốt Nghiệp Tích tín hiệu vào tín hiệu reference trình bày hình 3.24 3.25 Hình 3.24 Tích hai tín hiệu pha độ lệch trung bình DC tín hiệu thu qua lọc thơng thấp Sự mơ hình 3.24(sử dụng phần mềm Micro-Cap Evaluation) cho ta thấy phép nhân hai tín hiệu pha (tín hiệu vào tín hiệu tham chiếu(reference)) Phép nhân cho kết qủa tín hiệu có tần số hai lần tần số reference có mức trung bình mức 0(dương) Khi tín hiệu qua lọc thơng thấp thu mức DC tỷ lệ với tín hiệu vào Sinh Viên : Lê Trần Triệu Tuấn 54 ĐH Cơng Nghệ - ĐHQG Hà Nội Khóa Luận Tốt Nghiệp Hình 3.25 Tích hai tín hiệu lệch pha 900 độ lệch trung bình DC tín hiệu thu qua lọc thơng thấp Hình 3.25 cho thấy tích hai tín hiệu (tín hiệu vào tín hiệu tham chiếu (reference)) chúng khác pha 900 Với phép nhân ta thu tín hiệu có tần số hai lần tần số reference mức trung bình Vậy tín hiệu qua lọc thông thấp thu mức DC Sinh Viên : Lê Trần Triệu Tuấn 55 ĐH Công Nghệ - ĐHQG Hà Nội Khóa Luận Tốt Nghiệp Hình 3.26 kết phép nhân tín hiệu reference tín hiệu vào thực tế tín hiệu vào có pha tạp ồn nhiễu a) b) Hình 3.26 a) Tín hiệu đầu vào tín hiệu tham chiếu b)Tích chúng 3.3.2.Thử nghiệm khuyếch đại lock-in với cảm biến áp suất MPX2300D: Để đánh giá khả đo đạc khuyếch đại lock-in xây dựng em thực thiết kế hệ đo cho sensor áp suất MPX2300D 3.3.2.1 Cảm biến áp suất MPX2300D: - Cảm biến áp suất MPX2300D sản phẩm thương mại công ty Motorola - MPX2300D chịu đựng áp lực từ 0mmHg đến 300mmHg với áp lực1mmHg MPX2300D cho ta điện 1uV (1uV/mmHg) - Sơ đồ chân cảm biến MPX2300D (xem bảng 3.1) với hình dáng bên ngồi Sơ đồ chân cảm biến MPX2300D Vs S+ S- GND Sinh Viên : Lê Trần Triệu Tuấn 56 ĐH Công Nghệ - ĐHQG Hà Nội Khóa Luận Tốt Nghiệp Bảng 3.1 Sơ đồ chân cảm biến MPX2300D Hình dáng bên bên cảm biến biểu diễn hình 3.27a 3.27b a) b) Hình 3.27 a)Hình dáng bên ngồi MPX2300D b)Hình dáng bên MPX2300D 3.3.2.2 Kết thí nghiệm: Sơ đồ hệ đo thử nghiệm lock-in số sử dụng cảm biến áp suất trình bày hình 3.28 Sensor MPX2300D Reference signal Bộ Khuyếch Đại Lock-In Signal Input Tác dụng áp suất Kết qủa (hiển thị LCD) Hình 3.28 Sơ đồ hệ đo cảm biến MPX2300 Hình 3.29 cách mắc cho hệ đo Đầu vào khuyếch đại lock-in Sinh Viên : Lê Trần Triệu Tuấn 57 ĐH Công Nghệ - ĐHQG Hà Nội Khóa Luận Tốt Nghiệp Lock-in Amlifier Hình 3.29 Cách mắc hệ đo thử nghiệm Hệ đo thực tế trình bày hình 3.30 Hình 3.30 Hệ đo thực tế Kết qủa đo thử lock-in số dùng cảm biến áp suất MPX2300D để thử nghiệm trình bày bảng 3.2 Áp suất vào Kết 10mmHg 9,8uV 15mmHg 14,6uV 20mmHg 21,3uV 25mmHg 24,3uV 30mmHg 32,1uV Sinh Viên : Lê Trần Triệu Tuấn 58 ĐH Công Nghệ - ĐHQG Hà Nội Khóa Luận Tốt Nghiệp 40mmHg 40,3uV 50mmHg 53,8uV Bảng 3.2 Kết đo Kết qủa đo biểu diễn hình 3.31 3.32 V(uV) t(ms) Hình 3.31 Mối quan hệ tín hiệu theo thời gian Sinh Viên : Lê Trần Triệu Tuấn 59 ĐH Cơng Nghệ - ĐHQG Hà Nội Khóa Luận Tốt Nghiệp Hình 3.32 Mối quan hệ áp suất đưa vào tín hiệu Kết Luận Kết thu sau khóa luận thực hiện: - Tìm hiểu cấu tạo nguyên tắc hoạt động khuyếch đại lock-in - Nắm vững cấu trúc lập trình tốt cho vi xử lý dsPic30F4011 - Biết cách sử dụng Matlab để thiết kế lọc - Sử dùng thành thạo phần mềm vẽ mạch in protel orcad - Hiểu rõ phương pháp biến đổi ADC DAC - Xây dựng cho thân cách làm việc khoa học, cách tư có hệ thống thực khóa luận - Chế tạo khuyếch đại lock-in thử nghiệm với sensor áp suất Đánh giá kết thu hướng phát triển khóa luận: - Có thể sử dụng khuyếch đại lock-in số chế tạo cho nhiều thí nghiệm với nhiều loại sensor khác - Bộ khuyếch đại lock-in sai số độ ổn định chưa cao Sinh Viên : Lê Trần Triệu Tuấn 60 ĐH Công Nghệ - ĐHQG Hà Nội Khóa Luận Tốt Nghiệp - Mạch chưa gọn gàng - Vì thời gian thực đề tài ngắn nên hệ đo chưa thử nghiệm nhiều, đánh giá chưa thật khách quan - Hướng phát triển tiếp đề tài rút gọn mạch điện, tăng độ xác cho hệ đo qua thương mại hóa hệ đo.(Có thể sử dụng hệ đo có nhân khuyếch đại lockin cho cảm biến y sinh học – Bio Sensor) Phụ Lục Mã nguồn chương trình: // -Main #include #include #include "common.h" #include "dsp.h" #include "lcd8bit.h" #include "delay.h" #include "string.h" _FOSC(CSW_FSCM_OFF & XT_PLL16); _FWDT(WDT_OFF); _FBORPOR(PBOR_OFF & MCLR_EN); _FGS(CODE_PROT_OFF); extern FIRStruct lowpassexample_psvFilter; /*Contains filter structures for FIR-LPF*/ extern FIRStruct fir_oneFilter; extern FIRStruct fir_baFilter; extern FIRStruct fir_cuoiFilter; Sinh Viên : Lê Trần Triệu Tuấn 61 ĐH Cơng Nghệ - ĐHQG Hà Nội Khóa Luận Tốt Nghiệp fractional i_Ptr_sig[NUMSAMP]; fractional input_I_signal[NUMSAMP]; fractional input_Q_signal[NUMSAMP]; fractional output_I_signal[NUMSAMP]; fractional output_Q_signal[NUMSAMP]; fractional* i_Ptr; unsigned int ref_input_s90; unsigned int ref_input; unsigned int doFilterFlag; int main(void) { float nhan1,nhan2,kq1,kq2,adc; float fI,fQ; float mag,phi; char sBuff[40]; TRISE = 0xFFF0; FIRDelayInit(&lowpassexample_psvFilter); FIRDelayInit(&fir_oneFilter); FIRDelayInit(&fir_baFilter); // Uart_Init(); Init_Timers(); Init_ADC(); TMR1 = 0; TMR2 = 0; TMR3 = 0; T1CONbits.TON = 1; T2CONbits.TON = 1; T3CONbits.TON = 1; while(!doFilterFlag); while (1) Sinh Viên : Lê Trần Triệu Tuấn 62 ĐH Cơng Nghệ - ĐHQG Hà Nội Khóa Luận Tốt Nghiệp { if (doFilterFlag) { i_Ptr =& i_Ptr_sig[0]; adc = Fract2Float(i_Ptr_sig[0]); nhan1=Fract2Float(i_Ptr_sig[0])*ref_input; nhan2=Fract2Float(i_Ptr_sig[0])*ref_input_s90; input_I_signal[0] = Float2Fract(nhan1); input_Q_signal[0] = Float2Fract(nhan2); FIR(NUMSAMP,&output_I_signal[0],&input_I_signal[0],&fir_oneFilter); FIRDecimate(NUMSAMP,&output_I_signal[10],&input_I_signal[10],&fir_oneFilter,10); FIR(NUMSAMP,&output_Q_signal[0],&input_Q_signal[0],&fir_oneFilter); FIRDecimate(NUMSAMP,&output_Q_signal[10],&input_Q_signal[10],&fir_oneFilter,10) ; FIR(NUMSAMP,&output_I_signal[0],&input_I_signal[0],&lowpassexample_psvFilter); FIRDecimate(NUMSAMP,&output_I_signal[8],&input_I_signal[8],&lowpassexample_psv Filter,8); FIR(NUMSAMP,&output_Q_signal[0],&input_Q_signal[0],&lowpassexample_psvFilter); FIRDecimate(NUMSAMP,&output_Q_signal[8],&input_Q_signal[8],&lowpassexample_p svFilter,8); FIRDecimate(NUMSAMP,&output_I_signal[0],&input_I_signal[0],&fir_baFilter,2); FIRDecimate(NUMSAMP,&output_Q_signal[0],&input_Q_signal[0],&fir_baFilter,2); FIR(NUMSAMP,&output_I_signal[0],&input_I_signal[0],&fir_cuoiFilter); FIR(NUMSAMP,&output_Q_signal[0],&input_Q_signal[0],&fir_cuoiFilter); fI = Fract2Float(output_I_signal[0]); fQ = Fract2Float(output_Q_signal[0]); Init_LCD(); // lcd_cmd(lcd_homeL1); Sinh Viên : Lê Trần Triệu Tuấn 63 ĐH Công Nghệ - ĐHQG Hà Nội Khóa Luận Tốt Nghiệp print_lcd(0x80,"TIN HIEU DO DUOC"); // sprintf(sBuff," PHI = %8.4f ",phi); puts_lcd(sBuff,strlen(sBuff)); lcd_cmd(lcd_homeL2); sprintf(sBuff," MAG = %8.5f ",mag); puts_lcd(sBuff,strlen(sBuff)); // RS232XMT(sBuff); doFilterFlag = 0; } } return 0; } // -Isr_Timers #include #include "common.h" #include "dsp.h" volatile unsigned char _sinTableIndex; extern unsigned int ref_input_s90; extern unsigned int ref_input; static unsigned char sinTable[] = {5,6,7,8,9,9,10,10,10,10,10,9,9,8,7,6,5,4,3,2,1,1,0,0 ,0,0,0,1,1,2,3,4}; static unsigned char sinTable_s90[] = {10,10,10,9,9,8,7,6,5,4,3,2,1,1,0,0,0,0,0,1,1,2,3 ,4,5,6,7,8,9,9,10,10}; void attribute (( interrupt ,no_auto_psv)) _T2Interrupt( void ) { _sinTableIndex++; _sinTableIndex &= 0b00011111; LATE = (sinTable[_sinTableIndex]); ref_input = (sinTable[_sinTableIndex]); ref_input_s90 = (sinTable_s90[_sinTableIndex]); Sinh Viên : Lê Trần Triệu Tuấn 64 ĐH Cơng Nghệ - ĐHQG Hà Nội Khóa Luận Tốt Nghiệp IFS0bits.T2IF = 0; // Xoa co ngat } // lcd-#include "p30f4011.h" #include "delay.h" #include "lcd8bit.h" void print_LCD(char a,char *s); void Init_LCD( void ); void lcd_cmd( char cmd ); void lcd_data( char data ) ; void puts_lcd( unsigned char *data, unsigned char count ); // cai dat lcd void Init_LCD( void ) { TRISB &= 0xFF00; // cai dat bit (RB0 RB7) la out lai la in RW_TRIS = 0; // cai dat RW la out RS_TRIS = 0; // cai dat RS la out E_TRIS = 0; // cai dat E la out LATB &= 0xFF00; RW = 0; // RW = low RS = 0; E = 0; lcd_cmd( lcd_8bit ); // RS = low // E = low // che giao tiep bit lcd_cmd( lcd_normal ); lcd_cmd( lcd_on_crsr ); // che nhap du lieu binh thuong // bat mam hinh va tro Delay_ms(1); } //Chuong trinh xuat lenh o che bit void lcd_cmd( char cmd ) { Sinh Viên : Lê Trần Triệu Tuấn 65 ĐH Công Nghệ - ĐHQG Hà Nội DATA &= 0xFF00; DATA |= cmd; Khóa Luận Tốt Nghiệp // chuan bi RB0 - RB7 // gui lenh toi lcd RW = 0; // RW = low RS = 0; E = 1; // E = hight Nop(); Nop(); Nop(); E = 0; RS = 0; Delay_ms(10); } //Chuong trinh xuat du lieu o che bit void lcd_data( char data ) { RW = 0; // RS = 1; // DATA &= 0xFF00; DATA |= data; // chuan bi RE0 - RE7 // gui du lieu toi lcd E = 1; Nop(); Nop(); Nop(); E = 0; RS = 0; // // Delay_ms(10); // 200uS delay } void print_lcd(char a,char *s) // ham in ky tu tren LCD, in ky tu truc tiep { Sinh Viên : Lê Trần Triệu Tuấn 66 ĐH Cơng Nghệ - ĐHQG Hà Nội Khóa Luận Tốt Nghiệp lcd_cmd(a); while(*s != 0) lcd_data(*s++); } void puts_lcd( unsigned char *data, unsigned char count ) { while ( count ) { lcd_data( *data++ ); count ; } } Sinh Viên : Lê Trần Triệu Tuấn 67 ĐH Công Nghệ - ĐHQG Hà Nội Khóa Luận Tốt Nghiệp Mạch Nguyên Lý Sinh Viên : Lê Trần Triệu Tuấn 68 ... mạnh việc ứng dụng cảm biến việc thiết kế hệ đo khảo sát cảm biến cần thiết, thiết bị khơng thể thiếu cho phịng thí nghiệm Một hệ đo nhạy có xác cao cịn ứng dụng y học, máy xét nghiệm y sinh... hệ đo đơn giản với nhân khuyếch đại lock-in số thử nghiệm hệ đo với cảm biến áp suất MPX2300D Motorola Sinh Viên : Lê Trần Triệu Tuấn ĐH Công Nghệ - ĐHQG Hà Nội Khóa Luận Tốt Nghiệp Chương Bộ... hệ đo lường có độ nhạy cao cho cảm biến quan trọng, ý tưởng hệ đo có sử dụng khuyếch đại lock-in Với nhân khuyếch đại lock-in có hệ đo sensor lý tưởng, cung cấp phép đo độ phân giải cao tín hiệu![Hình 1.1. Nhiễu và tín hiệu[2] - thử nghiệm một hệ đo áp dụng cho cảm biến áp suất MPX2300D do công ty Motorola cung cấp.](https://media.store123doc.com/figures/002/569/hinh-nhieu-va-tin-hieu-2569175.png)
![Hình 1.5. Sơ đồ bộ khuyếch đại lockin [15] - thử nghiệm một hệ đo áp dụng cho cảm biến áp suất MPX2300D do công ty Motorola cung cấp.](https://media.store123doc.com/figures/002/569/hinh-so-do-khuyech-dai-lockin-2569177.png)
![Hình 1.6. Sơ đồ khối bộ khuyếch đại lock-in tương tự[8] - thử nghiệm một hệ đo áp dụng cho cảm biến áp suất MPX2300D do công ty Motorola cung cấp.](https://media.store123doc.com/figures/002/569/hinh-so-do-khoi-khuyech-dai-lock-tuong-2569178.png)
