Преобразование аналогового

Для приближенного учета процессов преобразования электромагнитной энергии в теории цепей вводят идеальные элементы с двумя выводами или полюсами, через которые протекает электрический ток: индуктивный, емкостный и резистивный элементы, учитывающие накопление энергии в магнитном и электрическом полях и необратимое преобразование электромагнитной энергии в другие виды энергии. Для учета преобразования энергии неэлектрической природы (химической, механической, тепловой и т. д.) в электромагнитную энергию вводится элемент, называемый источником. Соединяя между собой соответствующим образом эти идеальные элементы, получают электрическую цепь, приближенно отображающую электромагнитные процессы в каком-либо устройстве по отношению к интересующим выводам.

Под резистивным элементом или активным сопротивлением понимают такой идеализированный элемент, в котором происходит только необратимое преобразование электромагнитной энергии в тепло или другие виды энергии, а запасание энергии в электрическом и магнитном полях отсутствует.

Под источником в теории цепей понимают элемент, питающий цепь электромагнитной энергией. Эта энергия потребляется пассивными элементами цепи — запасается в индуктивностях и емкостях и расходуется в активном сопротивлении. Указанным энергетическим процессам, как увидим, соответствуют создание магнитного и электрического полей и преобразование электромагнитной энергии в другие виды энергии. Источники возбуждают электрическую цепь и являются причиной появления токов и напряжений в цепи.

преобразование электромагнитной энергии в другие виды энергии — механическую, световую, химическую и т. д.

В тех случаях, когда напряженность поля превышает допустимую, вокруг источника излучения устраиваются замкнутые металлические экраны, частично или полностью не пропускающие электромагнитную энергию в зону пребывания людей. Электромагнитная волна, попадая на проводящий экран, наводит в нем э. д. с., сдвинутые по фазе в различных точках экрана, так как фронт волны изогнутый. В итоге в экране начинают проходить вихревые токи, завершая преобразование электромагнитной энергии в тепловую.

При изучении электрических цепей необходимо помнить, что электрический ток неразрывно связан с магнитным полем. Таким образом, при возникновении тока в электрической цепи и в окружающей среде имеются магнитное и электрическое поля. Кроме того, в электрической цепи происходит преобразование электромагнитной энергии в тепловую.

В реальных цепях электрическое и магнитное поля распределены вдоль всей цени. Но такое равномерное распределение нолей встргчается редко, например в линиях передачи энергии. Как правило, магнитное и электрическсе поля распределяются вдоль цепи неравномерно, шичсм на одних участках резко выражены магнитные поля (индуктивные катушки), на других — электрические (конденсаторы). Имеются также участки цепей, где происходит в основном преобразование электромагнитной энергии в тепловую (резисторы). Указанные цепи, называемые пенями с сосредоточенными параметрами, позволяют изучить свойства отдельных участков, а затем рассмотреть работу цепи в целом. Это и является задачей данной главы.

В книге рассматриваются элементы электрических цепей, их линейные и нелинейные параметры, ОСНОВЫ теории ИСТОЧНИКОВ И приемников, осуществляющих взаимное преобразование электромагнитной и механической энергии. Излагаются теория линейных и нелинейных цепей с сосредоточенными параметрами при постоянном и переменном токе, при переходных процессах, установившиеся и переходные процессы в цепях с распределенными параметрами и теория постоянного и переменного электромагнитного поля.

Преобразование электромагнитной энергии осуществляется с помощью трг нсформаторов, изменяющих напряжение и ток, преобразователей чг.стоты, ламповых генераторов, а также ионных и полупроводниковых инверторов, преобразующих постоянный ток в переменный, выпрямителей, преобразующих переменный ток в постоян* ный, и т. п.

Приемниками в электрической цепи являются устройства, в кск торых осуществляется преобразование электромагнитной энергии в энергию дэугого вида, например в электродвигателях — в механическую работу, в электролизерах и в заряжаемых аккуму-

и управляющих электронных вычислительных машин, различных радиотехнических устройств и т. д. Для всех них главным требованием является получение определенного качества передаваемого или преобразуемого сигнала. Естественно, и в этих случаях происходит передача и преобразование электромагнитной энергии и имеет значение, хотя и не основное, достижение возможно высокого коэффициента лолезного действия.

Аналоговый видеосигнал от фотоэлектрического преобразователя поступает на формирователь видеосигнала 1, который выполняет следующие функции: преобразование аналогового сигнала в дискретный двухуровневый сигнал с помощью пороговой схемы, порог ограничения которой «следит» за средним фоном оригинала; расширение импульсов, соответствующих тонким штрихам 0,1—0,24 мм, до величины, соответствующей штрихам 0,25 мм. Последняя функция вызвана тем, что оптическая система передающей ФА позволяет считывать редкие штрихи толщиной менее 0,25 мм, однако в канале связи с полосой 0,3—3,4 кГц такие штрихи сильно искажаются и практически «теряются» в ходе обработки на приемной стороне. В результате расширения эти штрихи уже не теряются, хотя и передаются с искажением толщины (0,25 мм вместо 0,1—0,24 мм). Затем сигнал посту-

Рассматриваемое выше преобразование аналогового сигнала в цифровой называется импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ). При ИКМ требуется наиболее широкая полоса пропускания цифрового тракта fTp, которую в первом приближении можно принять равной fjf = F.,.

Устройство для преобразования сигналов, представляющих цифровые данные, в пропорциональный аналоговый сигнал называют цифро-аналоговым преобразователем (ЦАП). Обратное преобразование аналогового сигнала в цифровые сигналы производит аналого-цифровой преобразователь (АЦП). Эти преобразователи используют в многоканальных системах цифровой обработки данных и цифрового автоматического управления, построенных на основе ЭВМ (микроЭВМ).

Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) производит преобразование аналогового напряжения в число. Представленный АЦП переводит аналоговое напряжение UBx на входе в 8-разрядное двоичное число NBbix по формуле:

Аналого-цифровые преобразователи. Назначение АЦП — преобразование аналогового напряжения в его цифровой эквивалент. Как правило, АЦП имеют более сложную схему, чем ЦАП, причем ЦАП

Для иллюстрации сказанного рассмотрим аналого-цифровое преобразование аналогового сигнала, когда

Преобразование аналогового сигнала в другой аналоговый сигнал называют аналоговым преобразованием, аналогового в цифровой — аналого-цифровым, цифрового в цифровой — цифровым, а цифрового в аналоговый — цифроаналоговым преобразованием. В аналоговом сигнале содержится аналоговая, а в цифровом — цифровая информация. Вместе с преобразованием сигналов преобразуются измерительная информация и ее форма, соответственно аналоговая или цифровая.

Преобразование аналогового сигнала в другой аналоговый сигнал называют аналоговым преобразованием, аналогового в цифровой — аналого-цифровым, цифрового в цифровой — цифровым, а цифрового-в аналоговый — цифроаналоговым преобразованием. В аналоговом сигнале содержится аналоговая, а в цифровом — цифровая информация. Вместе с преобразованием сигналов преобразуются измерительная информация и ее форма, соответственно аналоговая или цифровая.

Аналого-цифровые преобразователи. Назначение АЦП — преобразование аналогового напряжения в его цифровой эквивалент. Как правило, АЦП имеют более сложную схему, чем ЦАП, причем ЦАП

Аналого-цифровые преобразователи (АЦП) используются при вводе аналоговых сигналов в устройства с цифровой обработкой, где осуществляют преобразование аналогового представления информации в цифровое.

сов Гт пропорционально аналоговому сигналу на входе СИФУ, что приводит к соответствующему изменению угла а. Преобразование аналогового сигнала в период тактовых импульсов выполняется с погрешностью того же порядка, что и погрешность преобразования в код, а схема преобразователя напряжения в период тактовых импульсов является лишь частью схемы преобразователя напряжение — код. Кроме того, указанный принцип построения приводит к существенному упрощению цифровой части самой СИФУ при сохранении многих достоинств, присущих цифровым СИФУ, в том числе минимальной асимметрии управляющих импульсов, обусловленной аппаратурными погрешностями [5, 6].