Главная  Журналы 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 [ 103 ] 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166

Для квантования перемещений, т. е. линейных или угловых размеров, используются либо видимые метки (в неавтоматическом измерительном устройстве), либо автоматически обнаруживаемые участки детали с полярными физическими свойствами проводящие и непроводящие электрический ток, прозрачные и непрозрачные, магнитные и немагнитные и т. д. Функцию устройства сравнения выполняют простейшие чувствительные элементы, например, электрический контакт, фотоэлектрический преобразователь.

Для квантования напряжения используются равномерно ступенчатые резистивные делители, секционированные делители, резистор-ные сетки, устройства с широтно-импульсной модуляцией (п. 7.2). Функции устройств сравнения обычно выполняют дифференциальные операционные быстродействующие усилители, выполненные по интегральной технологии.

Интервал времени Тх и частота fx также удобны для измерения такими ЦИП с высокой точностью. Квантование Тх выполняется заполнением его квантующими импульсами с периодом повторения Т. Особенность схемы автоматического квантования Тх заключаегся в том, что роль УС выполняется ключом на входе счетчика квантующих импульсов. В цифровых приборах с квантованием интервала Бремени Тх используется метод сопоставления квантующего* импульса, порядковый номер которого соответствует Nx-числовому значению Тх, со стоп-импульсом, которым заканчивается интервал Тх- УС для измерения других величин более сложны. Другие аналогсвые величины обычно измеряются в цифрогых приборах сопостагления после промежуточного преобразования измеряемой аналоговой величины в напряжение, перемещение, интервал времени или частоту.

В зависимости от режима работы во времени ЦИП сопоставления подразделяются на приборы непрерывного и циклического действия.

8.1. ЦИП СОПОСТАВЛЕНИЯ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ

В цифровых приборах непрерывного действия выполняется адаптивная дискретизация во времени, поскольку в них происходит квантование по значению и соответственная дискретизация во времени. К таким приборам относится часть ЦИП сопоставления для линейных и угловых перемещений, быстродействующие АЦП напряжения и цифровые частотомеры непрерывного действия.

ЦИП сопоставлеиия линейных перемещепий

Рассмотрим простейший ЦИП линейных перемещений контактного типа (рис. 8.2), состоящий из неподвижной пластины, на поверхности которой расположены Лн одинаковых металлических изолированных ламелей. Подвижный контакт после перемещения на 1х соприкасается с соответствующей ламелью, по каналу которой передается электрический сигнал на вход матричного диодного преобразователя код- код. Этим сигналом 1х отображается в многоканальном единичном коде yV(l). В преобразователе код-код сигнал входного кода N



-8 9 ID 11 12 13 П 15

n/J}

Вшов Nx=0-2-H-24l-2U0-20

Рис. 8.2. Устройство простейшего ЦИП сопоставления линейных перемещений.

преобразуется, в сигнал выходного десятичного кода Л/р = Ых- По числовому значению Лл- определяют результат измерения l, = Nq, где qi ступень квантования равная размеру ламели (п. II.5).

Быстродействующие АЦП сопоставления напряжения параллельного действия

В связи с расширением областей цифрового телевидения, цифровой связи и радиолокации, а также в связи с применением цифровой обработки быстропротекающнх процессов все большее внимание уделяется совершенствованию быстродействующих- и сверхбыстродействующих АЦП. Частоты телевизионных сигналов находятся в диапазоне4,2... ...5,5 МГц. При цифровой обработке и последующем восстановлении сигнала по Котельникову необходимая частота дискретизации, а значит и частота АЦП, должна находиться в диапазоне 8,4... П МГц, поскольку минимальное значение частоты дискретизации должно




Рис. 8.3. Структура интегрального быстродействующего АЦП параллельного действия типа

К1107ПВ1.

вдвое превышать частоту сигнала. АЦП поразрядного уравновешивания (п. 10.4) даже при восьми двоичных разрядах работают с частотой не выше 5 МГц. Это объясняется тем, что время ]51змерения при поразрядном уравновешивании пропорционально числу двоичных разрядов:

УР.= > (уо + +

где /ус -время срабатывания устройства сравнения; /„ - время установления выходной величины меры; /«к - время преобразования преобразователя код-код.

В АЦП сопоставления время измерения составляет icon = /ус + /кк.

В основу наиболее быстродействующих АЦП напряжения положен метод одновременного сопоставления неизвестного напряжения Ux с Лн выходными образцовыми напряжениями многоканальной нерегулируемой меры МНМ посредством Л/н устройств сравнения (рис. 8.3). В качестве УС используются дифференциальные операционные усилители в режи.ме двухпороговых компараторов. Если Vou+i) > fx > Uoc, т. е. если Ux находится между порогами данного УС, то на выходе УС создается выходной сигнал. Выходной сигнал Oi создается только на выходе «старшего» УС, на входе которого положительная разность (Ux-Ugi) минимальна. Этот сигнал по i каналу отображает в многоканальном коде размер измеряемого напряжения Ux. В ПКК сигнал преобразуется в выходной двоичный код yV(2) - Nx. Тогда результат измерения, полученный почти мгновенно, составит U = xw Де <?у ~~ ступень квантования напряжения в многоканальной мере.

АЦП сопоставления для напряжения, благодаря достижениям интегральной технологии, выполняют на четыре, шесть и восемь двоичных разрядов, т. е. с номинальным числом ступеней квантованиия





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 [ 103 ] 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166