критериев выбора периода квантования может быть величина рассогласования между исходным сигналом и восстановленным.
В идеальных условиях, когда при восстановлении допустимы большие временные задержки, а частотные составляющие сигнала не выходят из заданной полосы, для выбора периода квантования можно воспользоваться правилом, которое дает теорема квантования Шеннона. (Теорема Котельникова - Шеннона дает такие условия для случая периодического квантования: непрерывный сигнал, преобразование Фурье которого равно нулю вне интервала (– ω0, ω), однозначно представляется своими значениями в равноотстоящих точках, если частота квантования больше 2 ω0.) На практике, однако, часто возникает необходимость в ограничениях на запаздывание восстановленного сигнала. Кроме того, важное значение имеет вероятность зашумления сигналов высокочастотными возмущениями.
Выбор периода квантования для
обработки сигналов осуществляют так, чтобы минимизировать ошибку восстановления.
Пусть преобразование Фурье сигнала равно нулю при 
. Если
задержка восстановления допустима, то, согласно теореме Шеннона, минимально
допустимая частота квантования равна wN = 2ω0. Если, однако, время запаздывания ограничено, то требуются
значительно более высокие частоты квантования. В подобной ситуации необходимо использовать
причинные методы восстановления - приближения первого или нулевого порядка. В
этих случаях ошибка оценивается по формулам
Если сигнал – синусоидальная волна с частотой w без возмущений, то максимальные ошибки полного размаха амплитуды для восстановления методами приближения нулевого и первого порядка вычисляются по формулам
где N – количество дискрет за период.
Чтобы при восстановлении методом приближения нулевого порядка получить относительную ошибку в 1 %, необходимо квантовать сигнал около 300 раз за его период. Эффект применения приближения первого порядка значительно выше, если N больше 20. Рациональный выбор частоты квантования в системах с замкнутым контуром управления влияет на качество СУ. Наибольшая искомая частота тесно связана с полосой пропускания замкнутой системы. В этом случае выбор скорости квантования производится исходя из ширины полосы пропускания, или, что то же самое, из времени разгона замкнутой системы. Нормальные скорости квантования (в 6–10 раз больше ширины полосы пропускания, или от 2 до 3 импульсов за время разгона) медленны в сравнении с типичной задачей обработки сигналов. Однако они могут успешно использоваться при управлении, так как динамические характеристики многих объектов невелики и их постоянные времени обычно больше времени разгона замкнутой системы. Таким образом, вклад в выходной сигнал одного периода квантования зависит от зоны пульсации, но относительно не чувствителен к форме импульса.
Ошибку опроса esкак функцию частоты опроса ws= 2p/Ts и максимальной частоты ωг (граничной частоты) можно определить по величине
амплитуд опрашивающего звена и звена задержки. Выбираемая частота опроса ws как функция граничной частоты ωг при допустимой ошибке es рассчитывается следующим
образом: 
Критерии выбора времени цикла считывания Ts
|
Класс процесса, динамические характеристики |
Время цикла |
Примечания |
|
Любой |
Ts = p/wг |
Граничная частота wг выбирается так, чтобы соотношение амплитуд составляло | F(wг)| = 0,01...0,1 |
|
Апериодический, с доминирующим временем запаздывания ti |
Ts = (1/4 – 1/8) ti |
|
|
Характеристика с преобладанием низких частот |
Ts = (1/6 – 1/15) Т5% |
Т5% - время успокоения, в течение которого процесс остается в пределах границ ± 5 %- конечного значения передаточной функции |
|
Гармонический |
p/6w0£Ts £ p/3w0 |
w0 – собственная частота |
Частота квантования зависит от частоты опроса датчиков сигналов через звено опроса, которая зависит от способа считывания данных.
7. IBMPC-совместимые микроконтроллеры серии 60х0 OctagonSystems. Шкафы Schroff/Hoffman. Клеммные соединения WAGO.
Контроллеры OctagonSystems
IBM PC-совместимый МК серии 60х0 пром-го назначения имеет малогабаритное высокопрочное конструктивное исполнение, обеспечив-ее работоспос-ть в самых тяжелых условиях окружающей среды.
МК 60х0 имеют:
— Дискретный ввод/вывод для управления двиг-ми, реле и др.оборуд-ем.
— Аналог-й ввод/вывод для измерения непрерывных параметров и аналогового управления.
— Порты послед-го вв/выв.для обмена данными и управления устройствами с послед-ым интерфейсом.
— Оптоизолированные входы для сигналов прерывания в условиях электромагнит-х помех.
— Малые габариты для создания компактных уст-в и комплексов.
— Ф-ции сетевого обмена по интерфейсу RS-485 (до 32 уст-в).
— CAMBasic – систему прогр-я и исполнения приложений.
— Повышенную механическую прочность конструкции и диапазон рабочих температур от –40 до +850С.
— Микросхемы оперативной памяти, статич-го ОЗУ и флэш-ПЗУ.
— Возможность автономного применения и объединения МК 60х0 с другими периферийными модулями с 8-разрядной магистралью ISA.
— Пониженное энергопотребление.
— Питание напряжением одного номинала 5В.
— Защита от перенапряжения и переполюсовки напряжения питания.
— Совместимость с операцион.системой QNX.
— Среднее время безотказной работы не <15 лет.
Каждый МК серии 60х0 имеет IBM PC совместимую архитектуру на базе CPU 386 SX с тактовой частотой 25МГц, а также AT совместимую BIOS с промыш-ми расширениями. Изделия серии 60х0 устанавливаются в конструктивы, производимые Octagon, а также в пассивные объединительные платы, имеющие магистраль ISA.
Базовое ПО. На флэш-диске МК 60х0 содержится ОС, совместимая с MS DOS система разработки и исполнения прикладных программ CAMBasic, файловая система флэш-памяти Cord Trick, ПО самодиагностики, ядро сетевого обмена.
Шкафы Schroff/Hoffman
Фирма Schroff/Hoffman производит корпуса, шкафы и стойки для электронного и электротехнического оборудования, средств для монтажа оборудования, разводки кабелей, коммутационных панелей. Так же она производит субблоки и приборные корпуса стандарта МЭК 297. Номенклатура изделий около 25000 наименований. Она включает в себя:
— 19'' и метрические шкафы и стойки для электронного оборудования для офисных и промышленных условий;
— промыш.электротехнич.корпуса различных типоразмеров;
— вспомогат.оборудование для шкафов и стоек, средства монтажа оборудования, укладки и коммутации кабелей, электромагнитной защиты и бесперебойного питания и др.
Клеммные соединения WAGO
Основная идея – в соединении проводников при помощи пружинных зажимов. Это устраняет недостатки винтового зажима:
- невысокую надежность соединения;
- недостаточную вибростойкость;
- сложность конструкции и высокую стоимость;
- большие затраты времени на монтаж.
Качество контакта в пружинных соединениях WAGO достигается за счет автоматически обеспечиваемого усилия зажима в зависимости от диаметра проводника. Эта концепция воплощена в двух основных линиях клемм WAGO: на основе плоскопружинных зажимов (большие сечения) и на основе зажима CAGE CLAMP (малые сечения). Клеммы с зажимом CAGE CLAMP бывают одно-, двух-, и трехярусными, с встроенными предохранителями быстрого и медленного срабатывания, с размыкателем (для схем измерения тока и напряжения) и др.
8. ЦАП, его базовая схема. ЦАП с R-2R матрицей.
Они используются и в АЦП.
п -разрядный ЦАП содержит регистр из п фиксаторов, где находится преобразуемое двоичное число. Каждый фиксатор управляет транзисторным ключом, связанным с определенным резистором в резисторной матрице.
Прецизионный источник опорного напряжения задает диапазон изменения выходного напряжения ЦАП.
Выходной ОУ выполняет функцию сумматора. В обычных ЦАП все компоненты - в одной микросхеме.
Базовая схема ЦАП
4 бита регистра управляют 4 ключами и обеспечивают 16 комбинаций.
ОУ включен по схеме сумматора.
При замыкании одного из ключей выходное напряжение ЦАП равно произведению опорного напряжения Епит на отношение сопротивлений резистора обратной связи и резистора матрицы, находящегося в цепи данного ключа.
При установке в разряде 3, т.е. в СЗР логической 1 замыкается верхний ключ и выходное напряжение
Замыкание каждого следующего ключа (в направлении увеличения веса разрядов) вызывает прирост выходного напряжения, вдвое превышающий результат замыкания предыдущего ключа.
При замыкании нескольких ключей результирующее выходное напряжение определяется суммой вкладов от каждого замкнутого ключа.
При установке логической 1 в разрядах 1 и 3 выходное напряжение
Создать подобный ЦАП на одном кристалле трудно из-за большого диапазона сопротивлений резисторов.
В 4-разрядном ЦАП сопротивление входного резистора в цепи МЗР должно быть в 16 раз больше сопротивления резистора обратной связи R.
Для n-разрядного ЦАП нужны n + 1 резисторов, а сопротивление резистора в цепи МЗР должно быть в 2n раз больше сопротивления R резистора обратной связи.
Сопротивление резистора на кристалле определяется его длиной и шириной. Для создания резисторов с высокими сопротивлениями нужны значительные по площади участки поверхности кристалла.
Поэтому данный тип резисторной схемы не находит практиче
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.