1
36
АЦП бывают:
1)Прямого преобразования :
Пространственное кодирование(ПК)
К
14
одо-импульсное кодирование(КИ)Частотное кодирование (Ч)
Временное кодирование В)
2)Уравновешивающего преобразования
Последовательное уравновешивание (ПС)
Последовательно-параллельное уравновеш ивание (ПСП)
Развертывающее преобразование (Р)
С
72
ледящее преобразование (С)
На русунке 7.6 показаны ПС и ПСП:
Х – преобразуемый сигнал
У
86
– уравновешивающий сигналN – код, который может быть цифровой и выходной сигнал
I – уровень квантования
В
26
Пример последовательно уравновешивания – берется мера, равная 1. Откладывается столько раз, сколько единиц в измеряемой величине.
Параллельно-последовательное уравновешивание – измерение размеров линейкой.
Рисунок 7.7 Время-импульсное преобразование
ГИ –генератор импульсов
СИ – стоб-импульс
У
65
– выходной сигналТ
87
д – промежуток или квант времени.
В
15
За время действия импульса на счетчик поступает сигнал генератора импульсов, и количество полученных импульсов,обозначенных буквой N (это количество фиксируется счетчиком), оно пропорционально преобразуемогу напряжению Uх
Ф 59 ункция аналогово-цифрового преобразования
- зависит от частоты ГИ и от наклона
По представлениям оно одинаково с время-импульсным преобразованием . Но есть одна зависимость – главное, чтобы генератор импульсов давал стабильный импульс (имел стабильные показания).
Кодоимпульсное преобразование.
Микрометр, как пример.
Поворот барабана преобразуется в число делений.
73
В метрологии –развертывающее преобразование
П
88
У –программирующее устройствоП – промежуточный преобразователь
Y – выходной сигнал (выходит из П)
СУ- сравнивающее устройство
УУ - устройство управления
СИ – счетчик импульсов
Частотно-цифровые преобразователи
В современном мире средства измерения и контроля часто применяют измерительный преобразователи с частотно-временными формами представления выходных электрических сигналов ( частотно-временные преобразователи), совмещающие в себе простоту и универсальность, свойственные ИП с токовыми и потенциальными выходами, характерное высокой точностью преобразования и помехозащищенностью, характерными для ИП с цифровым выходом.
ЧВП в сочетании с устройством последующей цифровой обработки информации представляет собой так называемый частотно-цифровые преобразователи ЧЦП, которые являются одними из наиболее перспективных устройств, применяемые повсеместно в автоматических средствах измерения и контроля.
Частотно-временные сигналы и частотно-временные преобразователи
Ч
2
либо частота f,
либо период T,
либо длительность импульсов t .
Применительно к ЧВП значения этих переменных связаны определенной математической зависимостью с измеряемым сигналом x(t) . Т.о. в ЧВП возможны 3 вида модуляции выходной последовательности импульсов измеряемых сигналов x(t).
Модуляция бывает:
частотная,
периодная,
широтная.
47
Н
29
74
Сигнал частотно импульсный (ЧИМ – сигнал) 71б
42
где -постоянная составляющая сигнала; - девиация частоты (информационнная составляющая); - глубина модуляции ЧИМ-сигнала; .
Время-импульсный сигнал (ВИМ – сигнал) 71в
Здесь модуляция подвергается периоду следования выходных импульсов преобразователя.
Ш
37
иротно-импульсный сигнал (ШИМ - сигнал) 71г
Ш
17
;
,
Каждая из этих форм импульсной модуляции имеет разновидности.
Все формулы здесь описывают формы импульсной модуляции, а так же их графическое изображение.
Выражение 7.1 описывает некоторые непрывную функцию времени, то график на рис 7.1 показывает в первую очередь изображение последовательности импульсов, у которых параметры могут быть определены:
по истечению определенного заданного времени,
либо по завершению длительности заданного импульса,
либо когда наступит очередной импульс
П
39
Измерительные преобразователи, такие как фотоимпульсные, индукционные, струнные обеспечивают получение информации непосредственно в частотной или частотно-импульсной форме.
Д
18
Так же бывает применение периодной и широтной модуляции временных параметров сигнала.
К
31
Все это приводит к тому, что в средствах измерений и контроля применяют широкую номенклатуру ЧВП, предназначенных для измерения различных физических величин.
Такое интенсивное развитие ЧВП и приборов на их основе обусловлено следующими причинами:
При передачи информации с различными законами модуляции частотные сигналы обладают наивысшей помехозащищенностью.
При проектировании многоканальных измерительных систем вопрос коммутации сигналов является одним из приоритетных.
Паразитные ЭДС, переходные сопротивления коммутаторов, температурные и временные нестабильности коммутаторов. а так же взаимное влияние каналов приводит к появлению значит погрешностей коммутируемы уровней постоянного тока или напряжяний, в особенности малых значений.
Коммутация сигналов больших уровней позволяет повысить точность передачи информации, а так же производить коммутацию частотных сигналов практически без потери прочности. При этом сами коммутаторы могут быть построены по простым схемам.
При использовании ЧВП открывается принципиальная возможность получения значительно лучших метрологическиз характеристик , чем при использовании любых других типов преобразователей.
Д
32
ЧВС в импульсной форме является одной из разновидностей цифрового унитарного кода для приема и передачи преобразований, которого можно применять обычные элементы цифровой техники.
Специфика ЧВС позволяет производить ряд операций над модулирующими функциями, которые по простоте схемного решения и точности выполнения не имеют равных как в аналоговой,так и в цифровой технике.
Например, интегрируещее устройство, выполняемое на основе счётчика импульсов, имеет передаточную функцию идеального интегратора.
Простота преобразования ЧВС цифровой эквивалент, т.е. код. и обратно позволяет строить системы с чередующимися цифровыми и частотно-цифровыми трактами (промежутками).
Э
33
Для преобразования выходных сигналов частотно-временны преобразователей в цифровую форму, используются ЧЦП , которые можно подразделить на:
преобразователи циклического действия
преобразователи со следящим уравновешиванием .