4. 6. Das
Digitalisierungskonzept
In Bild 15 soll
das Digitalisierungskonzept erläutert werden. Die Mess-Signale des
Kammerdrucks, des Atemstroms und des Alveolardrucks, sowie der Temperatur, der
Feuchte und des Luftdrucks, werden in elektrische Signale umgewandelt und
entsprechend den Bedingungen der A/D - Karte verstärkt. Da die A/D - Karte nur
einen analogen Eingang besitzt, müssen die elektrischen Mess-Signale gemultiplext
werden. Die Abtastfrequenz und Kanalauswahl wird von dem Computer über die A/D
- Karte gesteuert. Von dem Multiplexer gelangen die Signale über das
Sample-and-Hold-Glied zum A/D- Wandler, wo sie digitalisiert und dem Rechner
zuführt werden.
Bild 16: Darstellung des
Digitalisierungskonzeptes
4. 6. 1. Die
A/D-Karte RTI 820
Die A/D-Karte
RTI 820 der Firma ANALOG DEVICE wird zur Analog-digital und zur
Digital-Analog-Wandlung eingesetzt. Der auf der Karte
vorhandene 24-Bit breite I/O-Port wird zur Steuerung des Tastenfeldes der Messkabine
verwendet. Weiterhin soll der I/O-Port zur Aufnahme digitaler Signale dienen.
Die
RTI820-Karte ist kompatibel zum Bussystem des IBM PC, PC/XT, PC/AT und
gleichwertigen Personal Computern. Sie wird in einen langen PC-Slot
eingesteckt. Die A/D-Karte wird in die I/O-Struktur des Computers mit einem Block
von 16 Bytes eingebunden. Die Anfangsadresse liegt bei 300H. Die RTI820-Karte
arbeitet sowohl im A/D- als auch im D/A-Betrieb mit einer Auflösung von 12 Bit.
Die minimale
Wandlungszeit für eine A/D-Wandlung liegt bei 25ms. Die A/D- Karte kann in Verbindung
mit einem Multiplexer 16 verschiedene Kanäle durchschalten. Das "Sample
and Hold"-Element ist auf der Karte schon vorhanden.
Ebenfalls
können 16 Kanäle bei der D/A-Wandlung angesprochen werden.
Der Eingangs-
und Ausgangsspannungsbereich für den A/D- und D/A-Teil liegt bei +/- 5V.
Der
Datenaustausch mit der A/D-Karte kann durch Polling oder über Interrupt
erfolgen.
Bild 17: Blockschaltbild
der A/D-Karte
4. 6. 2. Der
Analogmultiplexer
Bei dem
verwendeten Multiplexer handelt es sich um einen 16 - Kanal Analogmultiplexer,
der Firma Analog Devices. Er schaltet 2 * 8 Kanäle auf je einen Ausgang in
Abhängigkeit von drei Adresseingängen und einem Enable-Eingang. Die Aufteilung
in 2 * 8 Kanäle hat den Vorteil, dass die Eingangssignale nicht alle auf das
gleiche Massepotential bezogen werden müssen.
Bild 18 zeigt
den beschalteten Analogmutiplexer mit seiner Kanalaufteilung der einzelnen
Eingangssignale. Die vier Widerstände sind laut Datenblatt für die Anpassung an
TTL-Pegel notwendig.
Bild 18: Darstellung des
Multiplexers mit der Kanalaufteilung. Die Widerstände sind nötig um den
Multiplexer mit TTL-Pegel zu steuern.