ЦП прямого преобразования

В общем случае в ЦП (см. рисунок 1, б) измеряемая величина с помощью аналогового преобразователя преобразуется в аналоговую величину, которая подвергается аналого-цифровому преобразованию. Класссификацию ЦП прямого преобразования удобнее всего выполнять по виду величины, подвергаемой аналого-цифровому преобразованию. Наиболее широко известны следующие виды величин, подвергаемых аналого-цифровому преобразованию при цифровом измерении: пространственная величина (длина, угол поворота и т. п.), количество электрических импульсов, частота электрических сигналов, длительность электрических сигналов, амплитуда электрических сигналов.

Поэтому независимо от наличия или отсутствия промежуточного аналогового преобразователя, все ЦП прямого преобразования можно подразделить на пять основных видов:

а) ЦП пространственного преобразования — измеряемая электрическая величина предварительно преобразуется в перемещение, угол поворота и т. п. некоторого указателя, положение которого опре­деляется с помощью специальной «кодовой маски» (кодовые диски и линейки, электронно-лучевые трубки и т. п.);

б) ЦП число-импульсного преобразования — измеряемая электри­ческая величина преобразуется в количество импульсов, число которых для
каждого данного значения измеряемой величины подсчитывается цифровым счетчиком;

в) ЦП частотного преобразования — измеряемая электрическая величина преобразуется в последовательность электрических сигналов, частота которых устанавливается путем подсчета числа этих сигналов в определенный известный интервал времени цифровым счетчиком;

г) ЦП временного преобразования — измеряемая электрическая величина преобразуется в интервал времени, длительность которого определяется путем заполнения этого интервала импульсами опорной частоты и подсчета этих импульсов цифровым счетчиком;

д) ЦП амплитудного преобразования — измеряемая электриче­ская величина преобразуется в амплитуду электрического сигнала, значение которой определяется с помощью АЦП без общей обратной связи путем сравнения с набором опорных электрических величин.

ЦИП амплитудного преобразования применяют в основном для намерения электрических напряжений. Причем возможны два варианта преобразования — последовательное во времени (рисунок 2, а) с одним или несколькими источниками опорных напряжений и параллельное по времени (рисунок 2, б); последний используется главным образом для создания амплитудных анализаторов.

Распределитель импульсов РИ схемы рисунок 2, а разрешает работу каждого из каскадов последовательно во времени. Система счисления двоичная, причем количество двоичных разрядов отсчета равно коли­честву каскадов. В первом каскаде напряжение U_x сравнивается с опорным напряжением U₀₁. Если U_x < U₀₁, тосрабатывает реле Р₁, с помощью контактов КР₁ отключает U₀₁ и заносит цифру «0» в первый разряд цифрового отсчетного устройства ЦОУ. На следующий каскад подается в этом случае все напряжение U_x. Если

U_x > U₀₁, то реле Р₁ не срабатывает, напряжение U₀₁ остается включенным, ав первый разряд ЦОУ заносится цифра «1». На следующий каскад, работающий идентично, подается в этом случае разность U_x - U₀₁. Величины U₀₁ от каскада к каскаду убывают по двоичному закону, т.е. в конце измерения в ЦОУ будет занесено двоичное число, соответствующее значению напряжения U_x.

В схеме рисунка 2,б измеряемое напряжение U_x подается одновременно, т.е. параллельно во времени, на ряд пороговых элементов ПЭ, настроенных

С помощью опорных источников напряжения U₀₁ на разные пороги срабатывания, отличающиеся друг от друга на единицу младшего разряда цифрового отсчетного устройства. При этом должен сработать только тот пороговый

Рисунок 2 - ЦИПамплитудного преобразования

элемент, напряжение срабатывания которого немного меньше U_x, и включить через регистр Рг соответст­вующее число в ЦОУ. Наиболее удобна в этом случае десятичная система счисления, хотя достигаемая точность прямо пропорциональна сложности схемы (например, для отсчета в пределах 0—100 с погреш­ностью ±1% необходимо 100 пороговых элементов).

Дата добавления: 2015-07-20