Коммерциялық емес акционерлік қоғам Ғумарбек даукеев атындағы алматы энергетика

92 
3.26 сурет -АЦТ құрылымдық сұлбасы 
Қазіргі АСТ дискреттеу, кванттау және кодтау операциялары іс жүзінде 
біріктіріледей етіп орындалады. Сондықтан АСТ параметрлері сандық өңдеу 
құрылғыларының сипаттамаларына айтарлықтай әсер етеді. АСТ құрылымдық 
сұлбасын 3.26-суретте көрсетілгендей бейнелеуге болады. 
АЦТ негізгі параметрлеріне жатады: 
- динамикалық диапазон; 
- дискретизация жиілігі/ д, дискретизация аралығы А; 
- түрлендіру уақыты; рұқЦАТ ету қабілеті; түрлендіру қателігі. 
АЦТ динамикалық диапазоны кванттау шуларының орташа квадраттық 
мәніне максималды сигналдың қатынасымен анықталады. 
Бірлікке нормаланған ең жоғары мәні бар идеалды m-разрядты АСТ 
үшін децибелдерде көрсетілген динамикалық диапазон: 
2
max
10 lg12(2
1)
m
ДБ
кв
u
D




. 
Түрлендірудің жиілігі (дискретизация) Т
д
- сигналдың таңдау 
мәндерінің пайда болуы болатын жиілік. Ол АСТ жылдам әрекет ету 
талаптарын анықтайды және жоғарыда қарастырылған пайымдауларға сәйкес 
таңдалуы тиіс.
Түрлендіру уақыты t - таңдамалы импульстің басынан бастап 
(түрлендірудің басынан) кіріс сигналының үлгісіне сәйкес келетін AСТ 
шығысында тұрақты кодтың пайда болуына дейінгі уақыт.
Таңдау және есте 
сақтау құрылғыларынсыз жұмыс істеу кезінде ол апертурлық уақыт деп 
аталады және қол жетімді дискретті жиілікті анықтайды.
Апертуралық уақыт 
t
a
-бұл таңдаудың мәні мен оған қатысты уақыт сәтінің арасындағы белгісіздік 
сақталатын уақыт. Ол T уақыт ішінде сигналдың өсуіне тең амплитудалық 
қателікті түсінетін апертуралық қателікті сипаттайды : 
 
 
a
n
n
a
u t
u t t



. 
Әдетте бұл қателікті бағалау үшін синусоидалы өлшеу сигналы 
қолданыладыu{t) = и
т
sin cot,
ол үшін апертуралық қателіктің максималды 
салыстырмалы мәні: 

93 
a
a
m
u
t
u




Егер 2
’m
рұқсат етілген m-разрядты АСТ үшін қателік кванттау 
қадамынан аспауы тиіс болса, онда с
о
сигналының жиілігі, t
а
апертуралық 
уақыты мен салыстырмалы апертуралық қателіктің арасалмағы орын алады. 
2
t
m
a



Шешуші қабілет-АСТ кіріс сигналының екі мәнін ажырату қабілеті. 
АСТ шығысындағы түрлі кодтық комбинациялардың санымен анықталады 
және биттарда (разряд саны) немесе децибелдегі салыстырмалы динамикалық 
диапазон ретінде көрсетіледі. 
Түрлендірудің қателігі кванттау әсерімен және кванттаудың нақты 
сипаттамасының идеалдан ерекшелігімен шартталған. Оны бағалау тәсілі 
ретінде кванттау шуылының қуаты және нақты АСТ шектеу шуылының қуаты 
қызмет ете алады. 
АСТ параметрлері бір-бірімен өзара байланысты және әртүрлі қарама-
қайшы талаптарға ие: дәлдік және жылдам әрекет ету, дәлдік және күрделілік, 
жылдам әрекет ету және құн арасындағы мәміле нәтижесі болып табылады. 
Бұл АСТ практикалық сұлбаларының көптүрлілігі ретінде де түсіндіріледі. 
Осылайша, АСТ көмегімен дискреттеу жылдамдығы мен дискреттеу 
кезеңі арасындағы талаптардың елеулі (екі-үш ретке дейін) айырмашылығына 
әкеледі. Бұл жағдайда салыстырмалы тар жолақты сигналдар үшін де тез 
әрекет ететін АСТ қажет. Алшақтық АСТ алдында аналогты немесе цифрлық 
типті таңдау және есте сақтау құрылғыларын қолданумен жойылады.
а,в - аналогтық типті; Б - цифрлық типті; (1 - жинақтаушы элемент; 2 - логикалық 
байқау сұлбасы; 3 - кодты шығарудың сандық сұлбасы)
3.27 сурет-Дискретизатордың сұлбасы (УВХ) 

94 
Мұндай құрылғылардың құрылымдық сұлбасы сәйкесінше 3.27 а, 3.27, 6 
және 3.27 в суреттерде келтірілген. Ең көп қолдану жинақтаушы 
конденсаторлардың, жылдам әсер ететін аналогтық кілттердің және 
күшейткіш каскадтардың комбинациясын білдіретін іріктеме мен есте 
сақтаудың аналогтық құрылғылары болып табылады. Таңдау уақыты деп 
аталатын сақтау элементіндегі кернеудің таңдау мәндері құралатын уақыт 
ұзақтығы импульс дискреттеуінің ұзақтығына тең. 
Дискретизатор (оны таңдау және сақтау құрылғысы немесе 
қысқартылған УВХ деп те атайды) кіріс сигналының жылдам мәнін таңдауды 
және осы мәнді талап етілетін дәлдікпен белгіленген уақытты сақтауды 
қамтамасыз етеді. 
УВХ-да есте сақтау элементі ретінде конденсатор қолданылады. 
Мысалы, 
КСХ 
3.27-суретте 
көрсетілгендей 
жүзеге 
асыруға 
боладыЖалпы жағдайда УВХ құрылымдық сұлбасы 3.28 суретте келтірілген. 
3.28 сурет – Дискретизатордың жалпыланған құрылымдық сұлбасы 
Цифрлық жүйелерде УВХ-тің ең көп таралған 2 түрі бар. Бірінші типті 
УВХ-да аналогты кілттің басқарушыға кіруіне стробирлейтін импульсті беру 
кезінде кіріс қоспасының кернеуіне дейін аз тұрақты уақыттан конденсатор 
заряды болады. 
Стробирлеуші импульс аяқталғаннан кейін, кіріс сигналы стробирлеуші 
импульс аяқталған сәтте кіріс сигналының деңгейіне тең кернеуді тіркейтін 
есте сақтау элементінен (конденсатордан) ажыратылады. Осы уақыт мезетіне 
санауды жатқызады. УВХ стробирлеуші импульстары арасындағы аралықта 
алдыңғы санаудың мәнін сақтайды. 
Екінші түрге интегралдаушы УВХ жатады, онда стробирлеуші 
импульстің әсері кезінде кіріс сигналын интегралдау нәтижесін осы 
импульстер арасындағы аралықта сақтауды жүргізеді. Мұнда есептеу 
аралыұтың ортасына жатқызылады. Әрбір дискретизация кезеңінің соңында 
ақпаратты өшіреді (конденсаторды разрядтағанда). 
Олардың үлкен динамикалық диапазоны мен жақсы сүзілу салдарынан 
интеграциялаушы УВХ жиі қолданылады. 
Алдыңғы кезеңде алынған кванттаушыда кіріс сигналының лездік 
мәндерінің дискреттік есептеулері деңгей бойынша квантталады. Кодер 
дискретті квантталған есептеулерді екілік кодтық комбинацияларға 
түрлендіруді орындайды. Мұнда т-код негізі, мысалы, екілік код үшін т = 2. 

95 
Мұндай аналогты-сандық сигнал түрлендіру импульстік - кодтық 
модуляция (ИКМ) деп аталады. 
Көбінесе кодтау екілік санау жүйесінде кванттау деңгейінің нөмірін 
жазуға болады. 
АСТ түрлендіру тәсілі бойынша тізбектелген, параллель және 
тізбектелген-параллель болып бөлінеді. 
Аналогтық сигналды цифрлау алдында, оның өлшеуге тікелей қатысты 
жиіліктердің ғана болуына және барлық бөгде немесе жағымсыз жиілік 
құрамдастарының, мысалы, жоғары жиілікті шуылдар, алынып тасталғанына 
немесе басылғанына көз жеткізу қажет. Бұл үшін аналогты сүзгілер 
қолданылады. 
АЦ-түрлендіруден кейін сигналдан пайдалы ақпаратты алу үшін сандық 
сүзгілер қолданылады. Сандық сүзу көмегімен кіріс сигналының бөгде 
құрамдастарын азайтуға болады. Өлшеу ақпаратының сапасы мен 
дұрыстығын қамтамасыз ету үшін АЦ-түрлендіруден кейін бірқатар алдын ала 
тексерулер жүргізу қажет. 
Компьютерге аналогтық сигналдарды енгізу. 
Сенсор шығарған Сигнал компьютермен өңделгенге дейін барлық бөгде 
жиіліктерден сүзілуі тиіс. Атап айтқанда, сигнал беру кезінде кабельде әдетте 
келетін жоғары жиілікті шу жою қажет. Сүзілген өлшеу сигналдары 
мультиплексорда жиналады. Бұл бірнеше кіру және 1 шығу құрылғысы. 
Аналогтық сигналды цифрлық түрлендіргіш (ADC) АСТ - аналогтық-цифрлық 
түрлендіргіште болады. 
Таңдау және сақтау сұлбасы (sample-and-hold) кіріс сигналының жылдам 
мәнін алдын ала белгіленген уақыт кезінде есте сақтайды және оны 
дискретизация аралығы ішінде шығуда тұрақты ұстап тұрады. 
Көптеген жүйелерде жүйенің түрлі элементтері кейбір шектеулі 
ресурстарды, мысалы, компьютердің кіріс порты немесе бірнеше 
датчиктерден ақпарат берілетін ұзын сигналдық кабельдерді бірлесіп 
пайдалануы тиіс. Multiplexing (multiplexing) мультиплексирлеу (multiplexing) 
кез келген уақытта компьютерге қандай датчиктің сигналын есептеу қажет 
екенін таңдауға мүмкіндік береді. Мысалы, multiplexer (multiplexer) 
мультиплексор (коммутатор) ретінде қарастыруға болады, ол әр уақытта 
компьютерді тек бір сенсормен жалғайды (3.29 сурет). 
3.29 сурет – Мультиплексирлеу және АЦ өлшеу ақпаратын түрлендіру 

96 
Егер мультиплексордың барлық шығыстары нөмірленсе, онда ауысу 
әдетте реттік нөмірге сәйкес ретімен жүреді, алайда басқа да алгоритмдер 
қолданылады. Мультиплексордың кірісіндегі тоқ ағыны мен кернеу ауытқуы 
маңызды мәселе болуы мүмкін. Датчик пен компьютер арасындағы 
байланыстыратын күшейткіш дифференциалды кіріспен жұмыс істейді, бірақ 
сигналдың әлеуеті «жерге қатысты» жүзе алады. Бұл жағдайда 
мультиплексорға немесе АСТ-ға сәйкес келетін өткізгіштер гальваникалық 
оқшаулануы тиіс. 

жүктеу/скачать 3,44 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: