Структура систем цифрового управления, Аналого-цифровой преобразователь - Системы цифрового управления
В системах цифрового управления средства вычислительной техники в основном выполняют роль регулятора или регулятора и устройства сравнения. Если объект управления имеет регулируемый параметр аналоговой формы, то возникает потребность в аналого-цифровом преобразователе (АЦП). Для формирования сигналов управления, поступающих на объект в аналоговой форме, дополнительно применяется цифроаналоговый преобразователь (ЦАП).
Аналого-цифровой преобразователь
Аналого-цифровой преобразователь (АЦП, англ. Analog-to-digital converter, ADC) - устройство, преобразующее входной аналоговый сигнал в дискретный код (цифровой сигнал).
Обратное преобразование осуществляется при помощи ЦАП (цифро-аналогового преобразователя, DAC).
Как правило, АЦП - электронное устройство, преобразующее напряжение в двоичный цифровой код. Тем не менее, некоторые неэлектронные устройства с цифровым выходом следует также относить к АЦП, например, некоторые типы преобразователей угол-код. Простейшим одноразрядным двоичным АЦП является компаратор.
Типы преобразования
По способу применяемых алгоритмов АЦП делят на:
- - Последовательные прямого преобразования - Последовательного приближения - Последовательные с сигма-дельта-модуляцией - Параллельные одноступенчатые - Параллельные двух - и более ступенчатые (конвейерные)
АЦП первых двух типов подразумевают обязательное применение в своем составе устройства выборки и хранения (УВХ). Это устройство служит для запоминания аналогового значения сигнала на время, необходимое для выполнения преобразования. Без него результат преобразования АЦП последовательного типа будет недостоверным. Выпускаются интегральные АЦП последовательного приближения, как содержащие в своем составе УВХ, так и требующие внешнее УВХ.
Линейные АЦП
Большинство АЦП считаются линейными, хотя аналого-цифровое преобразование, по сути, является нелинейным процессом (поскольку операция отображения непрерывного пространства в дискретное - операция нелинейная).
Термин Линейный применительно к АЦП означает, что диапазон входных значений, отображаемый на выходное цифровое значение, связан по линейному закону с этим выходным значением, то есть выходное значение K достигается при диапазоне входных значений от
M(K + B) до M(K + 1 + B),
Где M и B - некоторые константы. Константа B, как правило, имеет значение 0 или ?0.5. Если B = 0, АЦП называют Квантователь с ненулевой ступенью (Mid-rise), если же B = ?0,5, то АЦП называют Квантователь с нулем в центре шага квантования (Mid-tread).
Нелинейные АЦП
Если бы плотность вероятности амплитуды входного сигнала имела равномерное распределение, то отношение сигнал/шум (применительно к шуму квантования) было бы максимально возможным. По этой причине обычно перед квантованием по амплитуде сигнал пропускают через безынерционный преобразователь, передаточная функция которого повторяет функцию распределения самого сигнала. Это улучшает достоверность передачи сигнала, так как наиболее важные области амплитуды сигнала квантуются с лучшим разрешением. Соответственно, при цифро-аналоговом преобразовании потребуется обработать сигнал функцией, обратной функции распределения исходного сигнала.
Это тот же принцип, что и используемый в компандерах, применяемых в магнитофонах и различных коммуникационных системах, он направлен на максимизацию энтропии.
Например, голосовой сигнал имеет лапласово распределение амплитуды. Это означает, что окрестность нуля по амплитуде несет больше информации, чем области с большей амплитудой. По этой причине логарифмические АЦП часто применяются в системах передачи голоса для увеличения динамического диапазона передаваемых значений без изменения качества передачи сигнала в области малых амплитуд.
8-битные логарифмические АЦП с a-законом или м-законом обеспечивают широкий динамический диапазон и имеют высокое разрешение в наиболее критичном диапазоне малых амплитуд; линейный АЦП с подобным качеством передачи должен был бы иметь разрядность около 12 бит.
Похожие статьи
-
Техническое обеспечение (ТО) - совокупность технических средств, предназначенных для работы информационной системы, а также соответствующая документация...
-
Структура SQL - Банки и базы данных. Системы управления базами данных
Широкое развитие информационных систем и связанная с этим унифицированность информационного пространства привело к необходимости создания стандартного...
-
Представляет собой двухтактный импульсный преобразователь, силовыми ключами которого являются Q1 и Q2. При поочередном переключении этих транзисторов...
-
Котроллеры на основе блока CPU BC9120, в принципе как и на основе любого другого блока CPU фирмы BECKHOFF, построены по модульному принципу. Что это...
-
Способы представления звука в цифровом виде - Разработка системы регистрации новых пользователей
Исходная форма звукового сигнала - непрерывное изменение амплитуды во времени - представляется в цифровой форме с помощью "перекрестной дискретизации" -...
-
Интерфейсы систем управления. Классификация, основные характеристики интерфейсов. Системные (внутримашинные) интерфейсы. Интерфейсы персональных...
-
Устойчивость элементов и устройств к внешним воздействиям. Характеристики климатических воздействий. Механическая прочность. Радиационная стойкость...
-
Основным преобразователем формируются напряжения: +5В для питания всей электронной части принтера и цифровых микросхем; +12В для питания цепей...
-
Отличия цифрового представления сигналов от аналогового Традиционное аналоговое представление сигналов основано на подобии (аналогичности) электрических...
-
Значение параметра для State, Статуса Выполнения, Команды, метода и свойства метода упомянуты ниже для быстрой ссылки. Таблица 47.1 PUSH блок Функция...
-
Программа контроллера была разработана в специализированной программной среде TwinCAT фирмы BECKHOFF. Пакет программного обеспечения BECKHOFF TwinCAT...
-
Структура и процесс функционирования системы управления базами данных - Разработка базы данных
СУБД является прикладным программным обеспечением, предназначенным для решения конкретных прикладных задач и выполнения системных функций, расширяющих...
-
Функциональная структура отражает жизненный цикл данных, циркулирующих и хранящихся в Системе. Решение по функциональной архитектуре Системы представлено...
-
Очередность разработки Системы А) разработка программного обеспечения для ввода, редактирования и актуализации контента, синхронизации с хранилищем...
-
Для лучшего понимания сути концепции необходимо знать следующие понятия и определения. Концепция информатизации железнодорожного транспорта - это система...
-
Датчики. Назначение, основные типы датчиков и физические принципы действия. Датчики механических величин (линейных и угловых перемещений, скорости,...
-
Выбор входных модулей На стенде будут находиться следующие органы управления: - трехпозиционный переключатель с фиксацией положения, предназначен для...
-
В настоящее время стала очень актуальна проблема разработки, проектирования и создания "умных" зданий. Умные здания помогают более эффективнее и...
-
Тепловое моделирование было проведено в системе ANSYS Icepak. При заданных условиях окружающей среды (температура +40 ОС), температура на корпусе...
-
CoDeSys -- универсальный инструмент разработки прикладных программ для программируемых логических контроллеров на языках стандарта IEC 61131-3. Данный...
-
Цель Работы - научиться использовать элемент управления ListBox а также основные методы класса СListBox. Использование возможности контроля правильности...
-
Объект ориентированный класс программирование Цель Работы - изучить методику создания одномерных динамических символьных массивов при помощи...
-
Воспользуемся теперь для поиска решения функционалом (2.13). Пространство операторов В рассматриваем примере добавка (2.12) может быть представлена:...
-
Основная статья: Операционная система реального времени Применение универсальных компьютеров для управления производственными процессами потребовало...
-
Организационная структура компании состоит из следующих структур: отдела продаж, экономической службы, технического отдела, отдела эксплуатации, что...
-
Даталогическое проектирование - Банки и базы данных. Системы управления базами данных
Даталогической моделью БД называется модель логического уровня, построенная в рамках конкретной СУБД, в среде которой проектируется БД. Описание...
-
Реляционная алгебра, реляционное исчисление - Банки и базы данных. Системы управления базами данных
Для работы с реляционными отношениями используется аппарат реляционной алгебры, предложенный Ф. Э. Коддом. Этот аппарат мог возникнуть потому, что в...
-
Требования к системе в целом Требования к структуре и функционированию ЛВС .1 ЛВС должна состоять из следующих функциональных подсистем: Подсистема...
-
Цель Работы - изучить принципы работы элементов управления Progress и Slider. Получить навыки по самостоятельному созданию модальных диалоговых окон. -...
-
Технология управленческого процесса в банке состоит по крайней мере из 2 частей: информационного процесса и связанного с принятием управленческих...
-
Цель Работы - изучить приемы создания и использования шаблонов классов. - Теоретические сведения Достаточно часто встречаются классы, объекты которых...
-
Техническое обеспечение (ТО) - комплекс технических средств, предназначенных для работы информационной системы, а также соответствующая документация на...
-
Цель Работы - изучить одну из базовых концепций ООП, наследование классов в С++, заключающуюся в построении цепочек классов, связанных иерархически,...
-
Необходимо отметить специальный класс приложений - систем поддержки принятия решений, позволяющие моделировать правила и стратегии бизнеса и иметь...
-
Цель Работы - изучить основные способы работы с пользовательским типом данных "класс", его объектами, методами и способы доступа к ним. - Теоретические...
-
Наличие двух разделов обязательно для работы BitLocker, поскольку проверка подлинности перед запуском и проверка целостности системы должны выполняться...
-
Обеспечение высокопомехоустойчивого обмена информацией в автоматизированных системах управлениях
При передаче цифровых данных в комплексах средств автоматизации управления войсками и оружием существует вероятность того, что принятые данные могут...
-
Операции с файловой структурой - Операционная система Windows
К основным операциям с файловой структурой относятся: - навигация по файловой структуре; - запуск программ и открытие документов; - создание папок; -...
-
Основная цель системы ДИСКОР - совершенствование оперативного управления работой железных дорог на основе более эффективного использования пропускной...
-
- Отправляясь в аэропорт, необходимо проверить наличие у себя билета, паспорта и визы, в случае необходимости. - Для детей необходимо иметь проездной...
Структура систем цифрового управления, Аналого-цифровой преобразователь - Системы цифрового управления