Przetworniki sygnałowe: rodzaje, zasady działania i cel

W przemyśle iw domu rozprzestrzenia się stosowanie różnych typów konwerterów sygnału. Urządzenia te mogą być reprezentowane w szerokiej gamie modyfikacji dostosowanych do rozwiązywania problemów w różnych dziedzinach gospodarki. Jakie rodzaje konwerterów sygnału można przypisać najczęściej? W co może być charakterystyka ich pracy?

Jaki jest cel konwerterów sygnału?

Przetworniki sygnałowe – urządzeń, które rzeczywiście mogą być obecne w szerokiej gamie rozwiązań. Termin ten skutecznie zbiorowy i mogą odnosić się do urządzeń wykorzystywanych w różnych segmentach gospodarki i sklasyfikowany przez całkowicie odmiennych kryteriów. Główne rodzaje sygnałów, które mogą przekształcić urządzenie w pytaniu:

– moc;

– zdrowe;

– temperatura;

– charakter technologiczny.

Zależnie od zadania w stronę użytkownika z przetwornika do konstrukcji odpowiednich urządzeń mogą być połączone moduły przetwarzania kilka różnych rodzajów danych. Przekształcanie może być w ten sposób zrealizować w ciągu jednego rodzaju sygnału (na przykład z jednej częstotliwości na drugą) lub jest mechanizm sugerowały translacji różnych rodzajów sygnałów. Na przykład, w dźwięku elektrycznego.

Najczęstszym devaysa dotyczy konwerterów sygnału analogowego na cyfrowy (i odwrotnie, jeśli jest wewnętrznych modułów konstrukcji urządzenia). Rozważenie możliwości jego pracy.

Przetwornik analogowo-cyfrowy

Urządzenie, o którym mowa, przeznaczone do konwertować sygnał analogowy – przykład reprezentowane przez napięcia, w postaci cyfrowej (co umożliwia, na przykład, aby zapisać sygnał odpowiadający pliku).

Jednym z głównych kryteriów skuteczności systemu raportowania – bitowe wyjście danych. Jego wartość określa poziom sygnału do szumu.

Innym ważnym parametrem charakteryzującym jakość urządzenia, takiego jak analogowy sygnał wyjściowy – szybkość tworzenia. Wśród tych urządzeń, które zapewniają optymalne jej działanie – odnoszą się do typu równoległego. Zrobili powstawanie dużych strumieni sygnału za pomocą odpowiedniej liczby kranów. Ta cecha działania urządzenia, w wielu przypadkach wyznacza uwalnianie odpowiednich czujników, znamienny tym, dużych wymiarach. Ponadto analogowe przetworniki sygnałowe mogą mieć wystarczająco wysoki poziom energii. Jednak biorąc pod uwagę skuteczność tych urządzeń są często oznaczone ich cechy nie są traktowane jako wady.

Konwersja z sygnałów analogowych na cyfrowe równoległych urządzeń odbywa się bardzo szybko. W celu zapewnienia jeszcze większej szybkości odpowiednich urządzeń typu może działać poprzez podłączenie wielu urządzeń, tak że można je obsługiwać przepływy sygnałów po kolei.

rozwiązania alternatywne mogą być konwertery równoległe sygnały typu seryjnego. Oni wydają się być mniej wydajne, ale bardziej energooszczędne. Ich stosowanie może być spowodowane w przypadkach, gdy nie jest to kwestia dostarczania sygnałów radiowych w infrastrukturę małej pojemności, lub w przypadku, gdy większa szybkość konwersji niż ta, która jest dostarczana przez kolejne urządzenia, wymagana jest.

Można zauważyć, że jest tam mieszany urządzenia typu, które łączą w sobie funkcje serii i konwerterów równoległych. W wielu przypadkach są one optymalne rozwiązania w zakresie zgodności z kryteriami opłacalności i wydajności.

Powyżej możemy zauważyć, że analogowo-cyfrowe przetworniki mogą obejmować moduły, dzięki którym konwersji sygnałów cyfrowych na analogowych. Jest też oddzielna kategoria odpowiedniego typu urządzeń. Będziemy badać ich właściwości.

Cyfrowo analogowe

W przypadku, gdy użytkownik jest dostępny, na przykład, dla analogowego sygnału telewizyjnego, jego obsługa będzie możliwa do połączenia z odpowiednią antenę. Lub ulec przekształceniu do oryginalnego sygnału analogowego, co może rozpoznać TV. Ich źródłem mogą być z kolei anteny cyfrowy. Lub, alternatywnie, sygnał odbierany za pośrednictwem Internetu.

Urządzenie, o którym mowa, w ten sposób przetwarza sygnał zawierający kod cyfrowy na prąd, napięcie lub ładunku, które jest przekazywane do analogowego modułu przetwarzania. Konkretne mechanizmy tej transformacji zależą od rodzaju danych wejściowych. Na przykład, jeśli chodzi o dźwięk, to zwykle wejście jest przedstawiony w PCM. Jeśli plik źródłowy jest skompresowany, specjalne kodeki programowe mogą być używane do konwersji sygnału. Z kolei antena cyfrowa zazwyczaj wysyła sygnał metody sprzętowe przetwarzanie.

Urządzenia, które zawierają oglądany konwertery mogą być uzupełnione o moduły różnych celów. Na przykład, przy jednoczesnym zapewnieniu reprodukcję wzmacniacza wideo transmisji telewizyjnych mogą być stosowane jako dodatek do tych modułów, które są wykorzystywane konwertera. W wielu przypadkach jest to konieczne, aby zapewnić wysokiej jakości obrazy z sygnału analogowego na cyfrowy transformacji. Ponadto wzmacniacz wideo jest używany, gdy chcesz przesłać zdjęcia do znacznej odległości.

TV – nie jest to jedyny obszar aktywnego wykorzystania przedmiotowych urządzeń. Odpowiednie konwertery obejmują, na przykład, gracze napędu CD-ROM, który również przekształcenia sygnału cyfrowego na analogowy.

przetworniki ultradźwiękowe

Następny wspólny kategoria urządzeń – przetwornik ultradźwiękowy. Można zauważyć, że może być reprezentowany za pomocą urządzeń mających szeroki zakres zastosowań, a także zasady działania. Spośród typowych odmian przetworników ultradźwiękowych – część podwodnego, który jest przeznaczony do nadawania w wodzie lub innym ciekłym nośniku ultradźwięków o określonej częstotliwości. Urządzenie to może być stosowane, na przykład, w celu realizacji różnych obiektów czyszczących zanieczyszczeń – w kąpieli za kompozycja stosowana w celu czyszczenia ultradźwiękowego.

Istnieją również inne obszary zastosowań powyższych urządzeń. Przetwornik ultradźwiękowy może być używany do monitorowania integralności pewnych struktur, połączeń, sprawdź tych lub innych przedmiotów pod kątem uszkodzeń.

Liniowy i konwertery przełączające

Biorąc pod uwagę specyfikę stosowania konwerterów będzie przydatna zwrócić uwagę na klasyfikację, w której są one podzielone na liniowych i puls. W rzeczywistości, te kryteria odzwierciedlają dwie podstawowe zasady funkcjonowania przetworników.

Te, które należą do tej linii może działać na zasadzie konstrukcji układów analogowych, w którym przekształcone sygnały utworzone są gładkie kroku. Przełączanie konwerter wymaga większej reprezentacji sygnału na wyjściu, a gdy przetwarzanie wewnętrzne. Jednakże, jeśli praca odbywa się tylko na wewnętrznej etapie przetwarzania sygnału, odpowiednie urządzenia może stanowić praktycznie taką samą wydajność jak w przypadku, w którym aktywowanym przetwornik liniowy. Zatem termin liniowy lub leczenie impulsu może być rozważane jedynie w kontekście zasady działania kluczowych komponentów sprzętowych devaysa odpowiedni typ.

Konwertery przełączania wykorzystywane są głównie w przypadkach, gdy przetwarzanie sygnału wysokiej mocy przyjmuje się jako część infrastruktury służącej. Wynika to z faktu, że skuteczność poszczególnych urządzeń w takich przypadkach jest znacznie wyższa niż przy stosowaniu ich w celu obniżenia mocy przetwarzania sygnału. Innym czynnikiem w wyborze decyzji danych – aktywacja transformatorowych lub kondensator urządzeń stosowanych w infrastrukturze, które przetwornice impulsowe mają optymalną kompatybilność.

Z kolei przetwornik liniowy – urządzenie, które jest wykorzystywane jako części infrastruktury, w którym przetwarzanie sygnałów o niskiej mocy. Lub jeśli istnieje potrzeba, aby zmniejszyć hałas generowany ze względu na działanie konwertera. Należy zauważyć, że skuteczność rozwiązań branych pod uwagę w dużej infrastruktury energetycznej – nie najwybitniejszy, więc urządzenia te często wydzielają duże ilości ciepła niż przetwornic impulsowych. Ponadto, ich ciężar i wymiary są znacznie wyższe.

Ale mimo to w praktyce działanie przetwornika nad zasadą pędu może obejmować tworzenie jego funkcji transferu w sposób liniowy. Dlatego przed wdrożeniem odpowiednich konwerterów sygnału w infrastrukturę, należy rozważyć ich struktury wewnętrzne stosowane do obwodu przetwarzania sygnału.

przetworniki pomiarowe

Innym częstym kategoria rozwiązań – nadajniki. Jakie są ich cechy? Nadajnik – urządzenie, które może być również reprezentowane w wielu odmianach. Łączy sprawności Soup dane jak wymiar i do przekształcenia różnych ilościach.

Typowym można uznać za funkcjonowanie układu odpowiednie urządzenia pomiarowe typu, w którym sygnał jest przetwarzany w kilku etapach. Pierwszy przetwornik przyjmuje się, po czym przekształca się na wartość, która może być mierzona za po – przekształca się w pewnym użytecznej energii. Na przykład, w przypadku przetwornika do pomiaru analogowego, przekształcenie odbywa się energię elektryczną w energię mechaniczną.

Oczywiście, szczegółowe rozwiązania stosujące odpowiednie rozwiązania mogą występować w bardzo szerokim zakresie. Upowszechnienie stosowania pomiaru transformacje w celach naukowych jako część infrastruktury dla eksperymentów i badań. To jednoczy większość nadajników ich przydatność dotyczy przede wszystkim z wykorzystaniem standaryzowanych cech podczas przetwarzania lub przekształcania sygnału. Można zauważyć, że cechy te nie zawsze mogą być stosowane do nadajnika użytkownika końcowego. Ich udział w wielu przypadkach prowadzone w trybie stealth. Osoba używająca odpowiednich przetworników pomiarowych, otrzymuje się żądany sygnał, przystosowany do użycia w różnych celów w produkcji.

Tak więc, rozwiązania te są na ogół nie być stosowane jako samodzielne rodzajów infrastruktury. Są one częścią bardziej skomplikowanych urządzeń – na przykład automatyzacja pomiarów w produkcji. Przetworniki pomiarowe często klasyfikuje się na dwie grupy – pierwotne i pośrednich. Warto wziąć pod uwagę specyfikę obu.

Klasyfikacja czujników Roztwory podstawowe i pośrednie

Urządzenia te należące do kategorii podstawowy, zazwyczaj są używane jako czujniki. Oznacza to, że przetworniki są, na którym jedna lub druga wartość pomiarowa działa bezpośrednio. Pozostały zupy sklasyfikowany jako związek pośredni. Są one umieszczone w infrastrukturę pomiarową natychmiast po pierwszym i mogą być odpowiedzialne za dużą liczbę operacji związanych z konwersją. Jakie konkretne działania może wykonać odpowiedni sygnał Typ konwertera poziom? Aby te przyjęte do:

– pomiar właściwości fizyczne dla różnych wartości;

– Skala duża konwersja;

– przetwarzania sygnału cyfrowego na analogowy i vice versa;

– Przekształcenia funkcjonalne.

Należy zauważyć, że taka klasyfikacja może być uznane za arbitralne. Jest to przede wszystkim ze względu na fakt, że w jednym i tym samym przyrządzie pomiarowym mogą być wielokrotne konwertery podstawowej. Innym powodem, aby rozważyć klasyfikację warunkowy omówione powyżej – że w różnych typach pomiarów można przeprowadzić na infrastrukturze odmiennych zasadach.

Przetworniki elektro-optyczne

Innym popularnym w różnych dziedzinach gospodarki typu devaysa – konwerter optyczny elektrony. On, podobnie jak inne typy urządzeń, mamy omówione powyżej, mogą być reprezentowane w szerokiej gamie wykonań. Łączy Konwertery elektrooptycznych ogólnej zasady działania: dotyczy realizacji transformacji niewidzialnego obiektu – np oświetlana przez podczerwień, promieniowanie ultrafioletowe, lub, na przykład, promieniowanie rentgenowskie, w zakresie widzialnym widma.

Odpowiedni operacja zazwyczaj prowadzi się w dwóch etapach. Na pierwszym promieniowania niewidzialnego jest odbierany przez fotokatodą, po czym przekształca sygnały elektroniczne. Już w drugim etapie przeprowadza się widocznego obrazu i na ekranie. Jeśli jest to monitor komputera, sygnał może być uprzednio przekształcone do kodu cyfrowego.

Przetworniki elektro-optyczne – rozwiązania, które tradycyjnie były podzielone na kilka pokoleń. Urządzenia związane z pierwszą, składa się z próżniowej kolbie szklanej. W nim znajdują się fotokatody i anody. Między nimi powstaje różnica potencjałów. W zastosowaniu do konwertora w jego optymalne napięcie wytwarzane soczewki elektronowych, zdolnych do skupiania przepływ elektronów.

Przemienniki drugiej generacji modułów przyspieszenia elektronów obecne, przy czym jasność obrazu jest zwiększona. W są stosowane urządzenia materiałów trzeciej generacji, co pozwala na zwiększenie czułości fotokatodę jako główny składnik przetwornika elektro-optyczny jest ponad 3 razy.

Cechy przetworniki rezystancyjne

Innym popularnym typem urządzeń – przetworniki rezystancyjne. Weźmy pod uwagę w szczególności ich szczegółowo.

Przetworniki te są przystosowane, aby zmienić swój opór elektryczny pod wpływem konkretnej mierzonej. Można je także przeprowadzić regulację ruchu liniowego i kątowego. W większości przypadków, przetworniki dane zawarte w systemach automatyki z czujników ciśnienia, temperatury, poziomu oświetlenia, pomiar intensywności różnych rodzajów promieniowania. Główne zalety przetworników rezystancyjnych

– niezawodność;

– brak korelacji między dokładność pomiarów oraz stabilność napięcia zasilającego.

Istnieje wiele odmian odpowiednich urządzeń. Wśród najbardziej popularnych – czujniki temperatury. Będziemy badać ich właściwości.

oporowy czujnik temperatury

Przetworniki sygnałowe dane mają składniki, które są wrażliwe na zmiany temperatury otoczenia. W przypadku, gdy wzrasta ich odporność może być zwiększona. Urządzenia te charakteryzują się przede wszystkim bardzo dużą dokładnością. W niektórych przypadkach pozwalają one na zmianę temperatury z dokładnością do 0,026 stopni Celsjusza. W ramach tych urządzeń jest to elementy wykonane z platyny, – w tym przypadku stosunek rezystancji jest mniejsza lub miedzi.

Zastosowanie sensorów oporowych charakteryzuje wiele niuansów. W związku z tym należy wziąć pod uwagę, że wyższe wartości prądu wzbudzenia zastosowane do czujnika zwiększają jego wrażliwość na temperaturę, ale równocześnie podgrzewają elementy odpowiedniego przetwornika. To w wielu przypadkach powoduje zmniejszenie jego dokładności. Dlatego zaleca się dostarczyć optymalne parametry prądu wzbudzenia, biorąc pod uwagę specyficzne warunki pomiaru. W obliczeniach może przykładowo uwzględniać przewodność cieplną środowiska, w którym jest używany czujnik – powietrze lub woda. Z reguły rekomendowane wskaźniki prądów wzbudzenia są ustalane przez producenta czujników odpowiedniego typu. Mogą się jednak znacznie różnić w zależności od metali użytych w projektowaniu urządzeń. Ponadto, przy stosowaniu omawianych czujników, należy wziąć pod uwagę taki wskaźnik jako wartość graniczną dla prądu roboczego. Zwykle jest to również określane przez producenta.

Czujniki rezystancyjne należą do najpopularniejszych typów przetworników w gospodarstwie. Wynika to głównie ze znacznych zalet technologicznych wielu odmian. Na przykład, jeśli mówimy o termistrach – charakteryzują się wysoką czułością, zwartością, małym ciężarem. Odpowiednie czujniki typu mogą być stosowane do pomiaru temperatury powietrza w różnych warunkach. Ich produkcja często nie pociąga za sobą znacznych kosztów. Prawda, termistory mają wady – przede wszystkim jest to nieliniowość, dzięki czemu mogą być stosowane w praktyce w dość wąskich zakresach temperatur.

Odpowiednie przetworniki sygnału typu (typy i ich oznaczenia mogą być ustalane na podstawie różnych kryteriów klasyfikacji) są powszechnie stosowane w życiu codziennym. Na przykład powszechne jest włączenie czujników temperatury zawierających platynę i miedź w ich składzie:

– infrastruktura grzewcza – w celu pomiaru temperatury płynu chłodzącego w jednej lub w innej części urządzenia, jak również w ogrzewanym pomieszczeniu;

– pralki – w celu pomiaru temperatury wody i jej dostosowania do różnych programów mycia;

– żelazka – w taki sam sposób, aby zapewnić optymalną temperaturę prasowania w danym trybie pracy;

– kuchenka elektryczna, a także inne typy urządzeń do gotowania żywności – także w celu zapewnienia ich funkcjonowania podczas aktywacji niektórych trybów użytkownika.

Konwertery reostatów

Innym popularnym typem urządzeń rezystancyjnych są przetwornice rurowe. Ich podstawą działania jest pomiar oporu elektrycznego przewodu, gdy jest on narażony na ruch wejściowy. W praktyce ten konwerter zawiera elementy przystosowane do ruchu ze względu na wpływ mierzonej ilości. Najczęściej dane urządzenia są umieszczone w przegrodach napięcia lub wykorzystywane jako element mostów pomiarowych.

Jeśli mówimy o zaletach, które charakteryzują konwertery rurowy, to można to przypisać:

– Brak oddziaływania reaktywnego na części ruchome;

– wysoka sprawność;

– niewielki rozmiar, zdolność do wykorzystania w infrastrukturze, która działa zarówno na stały jak i prąd zmienny.

Jednocześnie przetworniki rezystancyjne odpowiedniego typu nie zawsze są niezawodne iw wielu przypadkach wymagają, aby przedsiębiorstwo zainwestowało znaczne zasoby w utrzymanie funkcjonalności.