Аналогового преобразователя

В приведенных выше уравнениях измерений (1.1)...(1.3) фигурируют три вида измеритедьных преобразований — аналоговые, аналого-цифровое и числовые (цифровые). Особое место среди этих преобразований занимает аналого-цифровое, обеспечивающее переход к числовому представлению — формированию кодовой комбинации некоторого промежуточного значения результата аналогового преобразования входного воздействия. Аналого-цифровое преобразование предполагает выполнение операции сравнения с мерой, являющейся составной частью соответствующего устройства. Данная операция не исчерпывает всей процедуры сравнения измеряемой величины с единицей этой величины и должна рассматриваться как ее составная часть, необходимая для формирования результата измерения.

Представим результат аналогового преобразования в виде

Заметим, что при рассматриваемом способе разложения Д"л'/ соответствует методической погрешности квантования результата гипотетического аналогового преобразования R\^]. Систематические и средние квадратические погрешности при этом будут:

Рассмотрим работу оптрона, состоящего из пары светодиод — фоторезистор, в режиме аналогового преобразования. Фотоприемник такого оптрона может работать как эквивалентный генератор тока ( 15.14, а), развивающий независимо от параметров нагрузки ток

В качестве примера применения оптрона в режиме аналогового преобразования на 15.15, а и б приведены два возможных варианта схем управляемых делителей напряжения.

Обширная номенклатура устройств аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразования, дискретизации и сжатия данных, обработки, коррекции и т. п. существенно расширяет функциональные возможности реализации 'ИИС на средствах АСЭТ по сравнению с другими комплексами. В случае ввода информации из ИИС в ЦВМ наличие этих устройств, осуществляющих, так сказать, первичную массовую обработку информации по относительно простым алгоритмам, позволяет высвободить ЦВМ для

сбора и воспроизведения дискретных сигналов; аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразования;

В радиотехнических системах широко применяются следующие разновидности устройств аналого-цифрового преобразования: преобразователи код—напряжение (ПКН), напряжение—код (ПНК), время—код (ПВК) и код—время (ПК.В). Последние два вида преобразователей (ПВК и ПКВ) входят в устройства обработки сигналов РТС, использующих в качестве переносчика информации временные параметры сигнала (например, импульсные радиодальномерные системы). Принципы построения и функциональные схемы таких устройств подробно рассмотрены в [53], а особенности их применения в РТС, использующих программную обработку сигналов на базе вычислительных средств (микро- и ми ни-ЭВМ), отражены в [22]. Поэтому в дальнейшем остановимся только на рассмотрении устройств аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразования, называемых ПНК и ПКН. Такие преобразователи являются неотъемлемой частью большинства РТС, использующих цифровую обработку сигналов, особенно если она выполняется на базе универсальных или специализированных вычислительных средств.

характеристиками, определяющими качество работы соответствующих устройств преобразования (ПНК), являются время преобразования Гпр и ошибка дискретизации Аи. Кроме того, к важным характеристикам ПНК следует отнести диапазон изменения уровня входного напряжения, который определяет число двоичных разрядов преобразователя. Аналогичные характеристики присущи и устройствам цифро-аналогового преобразования, выполняющим обратную операцию, т. е. преобразование код—напряжение. Эта операция применяется для сопряжения цифровых устройств формирования и обработки сигналов с аналоговыми элементами, узлами и блоками

Рассмотрение принципов построения устройств цифро-аналогового преобразования сигналов начнем с преобразователей код — напряжение (ПКН), так как они являются основой для построения более сложных устройств обратного преобразования напряжение—код. При этом рассмотрим только преобразователи параллельного двоичного кода в напряжение, которые широко распространены на практике.

Из рассмотренных типовых структурных схем радиотехнической аппаратуры обработки сигналов видно, что наиболее широко распространенными ее узлами являются следующие: устройства поиска и обнаружения сигналов, Ешполняющие операцию предварительной грубой фиксации измеряемого параметра; устройства дискрими ни рова-ния (дискриминаторы), предназначенные для осуществления текущих отсчетов параметра, используемых в процессе дальнейшей фильтрации данных; устройства селекции, обеспечивающие работу дискриминаторов, имеющих ограниченную зону чувствительности по измеряемому параметру. Эти устройства являются неотъемлемыми составными частями РТС при полностью аппаратной реализации заданного алгоритма обработки сигналов (см. 4.3) и могут рассматриваться как дополнительные аппаратные средства обработки при смешанной, аппаратно-программной реализации ( 4.5). Следует заметить, что к дополнительным аппаратным средствам цифровых РТС можно отнести также устройства аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразования (см. гл. 3), на которых не будем еще раз останавливаться, а рассмотрим наиболее важные и специфические узлы РТС — устройства поиска и обнаружения сигналов и устройства дискримини-рования.

ный код. Этот код управляет ключами цифро-аналогового преобразователя ЦАП. Выходное напряжение ЦАП поступает на один из входов компаратора К, где оно сравнивается с входным напряже- 10.7. Структурная схема АЦП нием [/их, поданным на другой

работой генератора импульсов ГИ. На выходе цифро-аналогового преобразователя и источника напряжения UBX установлены гнезда для подключения вольтметра. Кроме того, к выходу ЦАП можно подключить осциллограф.

аналогового преобразователя К572ПА1 (б)

к образцу, а также при воздействии дестабилизирующих факторов. Конструкция цифрового вольтметра В7-22 со снятым кожухом представлена на 8.53. Несущим основанием является штампованное шасси П-образного типа, к которому крепятся две горизонтальные платы (управления и аналогового преобразователя) одна под другой, плата питания с внешней стороны задней стенки шасси, передняя панель, две крышки корытообразного типа и ручка для переноски, которая устанавливается цапфами в кронштейны шасси.

Поскольку каждую физическую величину можно преобразовать посредством аналогового преобразователя (см. 10.1) в другую физическую величину, в том числе характеризующуюся распределением в пространстве (линейное или угловое перемещение) или во времени (частота, период, временной интервал), обобщенно можно выделить три способа квантования; с квантованием пространственных, частотно-временных параметров и параметров интенсивности измерительных сигналов.

Поскольку каждую физическую величину можно преобразовать посредством аналогового преобразователя (см. 10.1) в другую физическую величину, в том числе характеризующуюся распределением в пространстве (линейное или угловое перемещение) или во времени (частота, период, временной интервал), обобщенно можно выделить три способа квантования: с квантованием пространственных, частотно-временных параметров и параметров интенсивности измерительных сигналов.

ромагнитных сердечника, имеющих обмотку /, к которой подключается датчик с фильтром-пробкой, настроенным на удвоенную частоту питания, обмотку 2 питания >[//, обмотки 5—7 коммутирующих токов, обмотку 3, в которой генерируется напряжение L/zf, пропорциональное сигналу датчика, и компенсационную обмотку 4. При отсутствии токов в обмотках 5—7 и появлении тока в сигнальной обмотке в выходной обмотке 3 индуцируется напряжение t/2/. Напряжение Uzf после фильтрации с помощью полосового фильтра усиливается, детектируется с помощью фазочувствительного детектора ФД и подается последовательно на ключи цифро-аналогового преобразователя ( 12-21). При включении данного разряда соответ-стаующий компенсационный ток /к поступает в магнитную матрицу. Если при этом сигнал от детектора не изменяется, то данный разряд остается включенным и подключается следующий разряд. Если после этого сигнал от детектора изменяет знак, то данный разряд выключается и оценивается разность тока, соответствующего значению . подключенного разряда, и тока, наведенного в обмотке 3. В обмотки 5—7 могут подаваться большие постоянные токи, приводящие сердечники в состояние насыщения; при этом коммутационные элементы разомкнуты. Изготовленный коммутатор

сутствии (воздействия контролируемых величин на датчики измеряются сигналы от измерительных схем с датчиками с помощью АЦП. Результаты этих измерений запоминаются в устройстве памяти. 'При измерении значений контролируемых величин замыкается ключ /Сг (ключ Ki размыкается) и преобразованные с помощью цифро-аналогового (преобразователя запомненные результаты начальных значений сигналов вычитаются >из текущих значений контролируемых величия; эта разность подается на АЦП, и результаты измерения через замкнутый ключ К3 поступают в последующие 'блоки САК. Использование такого унифицирующего устройства, с уодной стороны, существенно облегчает требования к АЦП и последующим блокам САК, автоматизирует операция совмещения начала шкал сигналов от измерительных схем с датчиками я САК. Но, с другой стороны, цифро-аналоговое преобразование требует дополнительной затраты времени, а введение цифровых устройств памяти и цифро-аналогового (преобразователя приводит к усложнению САК.

Задание уставок осуществляется магнитными стержнями (постоянными магнитами) в коде 2—4—2—1 в истинном масштабе. На панели уставок, кроме того, задается положение запятой шкалы преобразования (в АЦП может изменяться -число управляемых разрядов цифро-аналогового преобразователя).

но-десятичного параллельного кода. Триггеры счетчика, запоминающие комбинации двоично-десятичного кода, управляют декодирующим устройством ДК, которое выполнено в виде цифро-аналогового преобразователя цифра — напряжение. На его выходе

13. Исследование аналого-цифрового преобразователя (АЦП). .14. Исследование цифро-аналогового преобразователя (ЦАП).