October 17 2017 05:06:50
Навигация
Авторизация
Логин

Пароль



Вы не зарегистрированы?
Нажмите здесь для регистрации .

Забыли пароль?
Запросите новый здесь.
Дискретные преобразователи аналоговых сигналов
ДИСКРЕТНО-АНАЛОГОВЫЕ УСТРОЙСТВА

13.1. Дискретные преобразователи аналоговых сигналов

В электронной аппаратуре широко применяются экономичные устройства на базе полупроводниковых приборов, работающих в режиме переключения при воздействии импульсных сигналов, которые гарантируют высокую помехоустойчивость при их преобразовании и передаче.

Дискретные (импульсные) устройства оперируют с импульсными последовательностями, параметр которых изменяется (модулируется) в соответствии с аналоговыми информационными сигналами. В качестве информационного параметра последовательности импульсов, например, прямоугольной формы может быть амплитуда, длительность, частота следования импульсов. Частотно-временное представление сигналов характеризуется точностью преобразования и высокой помехоустойчивостью. Последовательности с модуляцией частоты следования (ЧИМ) или ширины (ШИМ) импульсов нашли применение в системах обработки на основе микропроцессоров, обладающих возможностью реализации встроенных функций и имеющих порты приема ЧИМ или ШИМ сигналов.

Дискретные (цифровые) устройства различного назначения на основе микропроцессоров служат основой большинства современных систем обработки информации и управления. В общем случае аналого-цифровая система обработки информации включает аналоговые устройства, цифровой вычислитель (микропроцессорную систему), а также преобразователь аналогового сигнала в числовую последовательность и блок восстановления непрерывного сигнала по его цифровому  представлению (рис.13.1).


Рис.13.1. Структура аналого-цифровой системы

Непрерывно изменяющееся во времени напряжение u(t) с датчика подвергается усилению, масштабированию, фильтрации в аналоговом устройстве предварительной обработки (УПО) и полученный сигнал x(t) преобразуется в цифровую форму Xn с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Преобразованная числовая последовательность Yn с выхода цифрового вычислительного устройства (ЦВУ) с помощью цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) превращается в соответствующий аналоговый сигнал y(t), который управляет исполнительным устройством. Параметры АЦП и ЦАП (разрядность, быстродействие, число каналов) существенно влияют на характеристики всей системы обработки информационных сигналов.

Аналоговые частотнозовисимые устройства предварительной обработки сигналов (усиления, фильтрации) преимущественно строятся на основе операционных усилителей с резистивно-емкостными цепями обратной связи. Качественные характеристики можно получить при использовании высокоточных резисторов, которые занимают большие площади на кристалле и трудно реализуются в интегральной технологии. Для преобразования сигналов используют цепи с коммутируемыми или переключаемыми конденсаторами (ЦПК), полностью выполненные по МДП технологии. Коммутируемые с помощью быстродействующих ключей конденсаторы имитируют высокоточные резисторы. Принцип моделирования процессов в резисторе с помощью цепи на переключаемых конденсаторах (ЦПК) базируется на выражении  среднего тока конденсатора через изменение его заряда и разности потенциалов на зажимах iср = Dq/T = CDj/T, которое можно представить в форме соотношения для резистора iср = u/RC , где RC = T/C.

Совместную работу аналоговых и цифровых устройств обеспечивают самые различные элементы и блоки сопряжения с кнопками управления и клавиатурой, релейными схемами, системами индикации и отображения информации, аналого-цифровые (АЦП) и цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП) сигналов.

Простые устройства внешнего ввода сигналов в цифровые устройства реализуются на отдельных логических элементах или с использованием буферных усилителей периферийных устройств. При этом решаются вполне конкретные задачи: исключение дребезга контактов механических переключателей, обеспечение требуемой для управления мощности и скорости переключения. Так, ввод цифровых сигналов с помощью механических ключей (кнопок) осуществляется по простой схеме (рис. 13.2,а).


Рис 13.2. Механический ввод сигналов (а) и схема защиты от “дребезга” контактов (б)

Комментарии
Нет комментариев.
Добавить комментарий
Пожалуйста, залогиньтесь для добавления комментария.
Рейтинги
Рейтинг доступен только для пользователей.

Пожалуйста, авторизуйтесьили зарегистрируйтесь для голосования.

Нет данных для оценки.

Время загрузки: 0.03 секунд 2,254,358 уникальных посетителей