[F.Abdelaziz]

التحويل من رقمى لتناظرى DAC وتوليد موجة جيبية باستخدام الميكروكونترولر PIC :
يمكن أن يتم هذا التحويل بطريقتين، الأولى استخدام موديول PWM بالميكروكونترولر ، والثانية استخدام عناصر خارجية للحصول على فرق الجهد .
التحويل باستخدام PWM :
التحويل من رقمى لتناظرى بموديول PWM يتم عن طريق أخذ الإشارة ذات التعديل بعرض النبضات وإجراء عملية إستخلاص demodulation عن طريق مرشح تمرير منخفض low-pass filter. هذا المرشح يجب أن يكون له تردد قطع cutoff frequency أقل بكثير من تردد أخذ العينة بما يقارب 10 مرات ، حيث أن الهدف منه إزالة (التخلص من) تردد أخذ العينة . حساب تردد القطع للمرشح يخضع للعلاقة التالية :



الشكل التالى يوضح دائرة مرشح تمرير منخفض من الدرجة الأولى first order:



الشكل التالى يوضح دائرة مرشح تمرير منخفض من الدرجة الثانية second order :



معادلة حساب هذا المرشح :



التردد المخصص لحامل PWM يجب أن يكون أكبر بكثير من تردد أخذ العينة للإشارة المعدلة . لاستعراض عملية التحويل يتم التصميم بأخذ 20 عينة تناظر دورة واحدة لإشارة جيبية sine signal . الشكل التالى يبين العينات والشكل الموجى :






لفهم طريقة التنفيذ راقب وحلل وحاكى البرنامج التالى :

 
// Declaring Constants for sine wave.
 const unsigned short Sine_Wave [20] =
 {
 	127, 146, 163, 177, 185, 189, 185,
 	177, 163, 146, 127, 107, 90, 76,
 	68, 65, 68, 76, 90, 107
 };

 void main (void)
 {
 	// Declaration of variables.
	 unsigned short n = 0;
 	// Set the PWM module to Fpwm = 15.625K Hz
 	PWM1_Init (15625);
 	// Start of PWM signal.
 	PWM1_Start ();
 	while (1) 	// infinite loop.
 	{
 		// Loop for the 20 samples of a sine wave cycle.
 		for (n = 0; n <20; n ++)
 		{
			 // Changing the duty cycle of the PWM.
 			PWM1_Set_Duty (Sine_Wave [n]);
 			// Delay 50u sec.
 			delay_us (50);
 		}
 	}
 }

لتنفيذ المحاكاة تحتاح للأجهزة التالية :
16F877A, RES, CAP, OP1P و الأوسليسكوب OSCILLOSCOPE . وهذ الأخير هو أوسليسكوب تخيلى لعرض الأشارات التناظرية والرقمية بأربع قنوات فى نفس الوقت .
دائرة تنفيذ مرشح التمرير المنخفض للتخلص من التردد الحامل Fpwm وهو فى هذه الحالة 15.6KHz ، تردد القطع للمرشح تقريبا 1.5KHz .
مستقبلا ، فى تطبيقات المرشحات يوصى ، بتحديد قيمة للمكثف C بين 100pF و 100nF ويتم حساب المقاومة R من المعادلات المذكورة أعلاه .
بهذه العناصر يتم تكوين الدائرة التالية :



عند إحراز تقدم فى المحاكاة فإن ذلك يرجع ، بكل التقدير، للأوسلوسكوب التخيلى الذى يظهر الإشارة التناظرية الناتجة بالمتحكم الرقمى PIC من خلال وحدة PWM و مرشح التمرير المنخفض ، المظهر المرئى للأوسليسكوب كما فى الشكل التالى :

[F.Abdelaziz]

التحويل من رقمى لتناظرى باستخدام ترتيب المقاومات R-2R :
ترتيب المقاومات فى شكل R-2R يسمح بتحويل العدد الرقمى إلى قيمة جهد متناسية معه . هذا الترتيب يسمح بالتنفيذ بأى عدد من البتات ، على خلاف التحويل بوحدة PWM والمحدد بثمانى بتات . هذا يعنى أنه وفقا للترتيب R-2R ، يمكن أن يتم تحويل 8, 16, 32, 64 أو عدد من البتات وفقا لعدد الأطراف المتاح بالميكروكونترولر . تنفيذ الترتيب R-2R يتم بسهولة فى شكل مصفوفة مكونة من توصيلات لمقاومات ، حيث تكون إحداها ضعف الأخرى ، ومن هنا أشتق الاسم ، كلما زاد عدد البتات ، كلما زادت دقة التحويل وبالتالى كفاءة إعادة بناء الإشارة .
مساوىء هذا الترتيب لافتة للنظر ، زيادة الأجهزة hardware واستخدام كمية كبيرة من أطراف المنافذ .
الشكل التالى يبين إعداد المقاومات للتحويل بثمانى بتات 8-bit conversion .




يمكن توسعة هذا الترتيب بنفس البناء للحصول على محول بدقة أكبر ، بزيادة عدد المداخل D بنفس عدد البتات . سمة أخرى لهذا النوع من التحويل هى أنه يتطلب مكتبات متخصصة ، بما يكفى لتحديد القيمة الرقمية بالمنفذ للتحويل ، القيمة التناظرية سوف تكون موجودة على المخرج . بنفس طريقة ما تم فعله عن طريق التحويل PWM ، فمن المهم إخماد مكونات إشارة تردد العينة لتجنب عدم النظافة .
الشكل التالى يبين المحول الكامل مع معاوقة الربط ومرشح التمرير المنخفص 1.5K Hz :



لاستعراض تطبيق هذه التقنية سوف نعدل فى مثال التحويل بتعديل عرض النبضة ، لهذا الهدف راقب وحلل وحاكى كود المصدر للبرنامج التالى :

// Declaring Constants for sine.
 const unsigned short Sine [20] =
 {
 	127, 146, 163, 177, 185, 189, 185,
 	177, 163, 146, 127, 107, 90, 76,
 	68, 65, 68, 76, 90, 107
 };
 void main (void)
 {
 	// Declaration of variables.
 	unsigned short n = 0;
 	// Configure ports.
 	TRISB = 0;
 	PORTB = 127;
 	while (1) // infinite loop.
 	{
 		// Loop for 20 samples of a sine wave cycle.
 		for (n = 0; n <20; n ++)
 		{
 			// Change port B.
 			PORTB   = Sine [n];
 			// Delay 50u sec.
 			delay_us (50);
 		}
 	}
 }

الدائرة الكهربية :




النتيجة المتوقعة من المحاكاة تعادل المحاكاة للتحويل باستخدام PWM , خرج الأوسليسكوب يجب أن يعطى نفس الشكل الموجى .