Student: Jana Ringelová (Matějová)
Vedoucí: Doc. RNDr. Lubomír Přech, Dr.
Stav práce: obhájená
Abstrakt:
V nové aparatuře pro studium nabíjení prachových zrn bude použit nový systém elektrodynamické – lineární kvadrupólové pasti s elektrodami, rozdělenými do celkem osmi sekcí. Na ně jsou přiváděna střídavá vysoká napětí s danou amplitudou a frekvencí, doplněná o složky pro kompenzaci gravitace a řízené tlumení. Tato napětí jsou navíc po část periody vypnuta (hradlována) tak, aby nedocházelo k ovlivnění pulzních svazků nabitých částic (iontů/elektronů) ozařujících zachycenou prachovou částici.
Cílem práce je ověřit způsob generování referenčních signálů pro vysokonapěťové zesilovače napájející elektrody kvadrupólu pomocí digitálního signálního procesoru (DSP). K dispozici jsou demonstrační deska s DSP Freescale 56F8014 a příslušné softwarové vývojové prostředí (programování v jazyce C/C++/ASM). DSP je vybaven číslicovými vstupy/výstupy, čítači/časovači, 12-bitovými AD převodníky a 5 kanály PWM. Navíc je možné rozšíření o další periferie pomocí sériových rozhraní SPI nebo I2C.
Zásady pro vypracování
1. Seznámit se s architekturou DSP Freescale 56F8000 a jejím programováním.
2. Připojit k DSP další externí rychlý a přesný integrovaný DA převodník.
3. Prostudovat možnost užití kanálů PWM ve funkci rychlých DA převodníků, doplnit demonstrační desku potřebnými analogovými prvky.
4. Naprogramovat kanály PWM a externí DA převodník ke generování harmonických referenčních signálů v rozsahu cca 100Hz až 100kHz. Amplituda a frekvence budou zadávány do DSP po sériovém rozhraní RS232 z osobního počítače. DSP musí zajistit kontinuitu fáze a plavnou změnu amplitudy signálů při změně charakteristik generovaných signálů.
5. Zajistit hradlování výstupních signálů v okolí průchodu nulou s programovatelnou šířkou a generovat příslušné digitální synchronizační výstupy.
6. Navrhnout možnost doplnění složek gravitační kompenzace a tlumení kmitů prachové částice.
7. Posoudit a porovnat řešení s PWM a externím DA převodníkem a zhodnotit vhodnost použití konkrétního DSP 56F8014 pro cílovou aplikaci.
Seznam odborné literatury
1. Manuály, datové listy, aplikační poznámky a další firemní literatura na webových stránkách výrobců – Freescale, Analog Devices, Philips Semiconductors ad.
2. M.Šícha, M.Tichý, Elektronické zpracování signálů, skripta MFF, Karolinum, 1998.
3. M.Tichý, Elektronika, www skripta http://lucy.troja.mff.cuni.cz/~tichy/
4. Učebnice programování v C a další literatura dle dohody s vedoucím práce.