Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az analóg jelek digitalizálása, az ADC-k típusai működésük. Bende Mihály DE-IK PTM

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Az analóg jelek digitalizálása, az ADC-k típusai működésük. Bende Mihály DE-IK PTM"— Előadás másolata:

1 Az analóg jelek digitalizálása, az ADC-k típusai működésük. Bende Mihály DE-IK PTM

2 Az analóg jelek digitalizálása Analóg jelAnalóg jel Diszkrét idejű jelDiszkrét idejű jel Diszkrét amplitúdójú jelDiszkrét amplitúdójú jel Digitális jelDigitális jel A digitalizálásA digitalizálás Amiről szó lesz:

3 Az analóg jel egy adott tartományon belül bármilyen értéket felvehet. Az analóg jel egy adott tartományon belül bármilyen értéket felvehet. A jel értelmezési tartománya(az idő) és értékkészlete is folytonos(analóg). A jel értelmezési tartománya(az idő) és értékkészlete is folytonos(analóg). Analóg jelek

4 Diszkrét idejű jelek A jel értelmezési tartománya diszkrét, értékkészlete folytonos.A jel értelmezési tartománya diszkrét, értékkészlete folytonos.

5 Diszkrét amplitúdójú jelek A jel értelmezési tartománya folytonos, értékkészlete diszkrét.A jel értelmezési tartománya folytonos, értékkészlete diszkrét.

6 Digitális jelek A jel értékkészlete és értelmezési tartománya is diszkrét.A jel értékkészlete és értelmezési tartománya is diszkrét. Ezen tartományon belül csak diszkrét értékeket vehet fel.Ezen tartományon belül csak diszkrét értékeket vehet fel. A digitális jelek egyik fajtája a bináris jel, amelynek értékkészlete két elemet tartalmaz: 0,1.A digitális jelek egyik fajtája a bináris jel, amelynek értékkészlete két elemet tartalmaz: 0,1.

7 A digitalizálás Lépések: Mintavételezés: az adott időpillanatban az analóg jel értékével megegyező értékkel helyettesítjük a jelet.Mintavételezés: az adott időpillanatban az analóg jel értékével megegyező értékkel helyettesítjük a jelet.

8 Kvantálás: végessok lehetséges értékre szűkíti a mintavételezéssel nyert értékeketKvantálás: végessok lehetséges értékre szűkíti a mintavételezéssel nyert értékeket

9 Kódolás: a kvantálás által előállított végessok értékhez bináris kódokat kell rendelni (technikák: PCM, DPCM, EPCM stb.)Kódolás: a kvantálás által előállított végessok értékhez bináris kódokat kell rendelni (technikák: PCM, DPCM, EPCM stb.)

10 A mintavételezés szabályai A Shannon törvény( C. E. Shannon(1949) ): A mintavételi f mv frekvencia legalább kétszeresen legyen az analóg jel legnagyobb szinuszos összetevőjénél: F mv >= 2*f max A gyakorlatban legtöbbször a tízszeres mintavételi frekvencia megfelelő eredményt ad: F mv = 10*f max

11 És lássuk az egészet egyben: 1 bites bináris szavak (binarizálás)

12 Kérdések?

13 Az ADC-k típusai működésük

14 Analóg/digitál átalakítók csoportosítása

15 Közvetlen A/D átalakítók A közvetlen átalakítók az analóg jelből azonnal digitális kódot képeznek. Típusai: Párhuzamos átalakító Párhuzamos átalakító Kétoldali közelítéses Kétoldali közelítéses Számlálós Számlálós

16 Párhuzamos átalakító A leggyorsabb, de egyben a legdrágább átalakító. A leggyorsabb, de egyben a legdrágább átalakító. Digitális, tárolós oszcilloszkópokban használják. Digitális, tárolós oszcilloszkópokban használják. Az átalakítás egy órajel alatt megtörténik, de ehhez 2 N számú komparátor áramkör szükséges. (pl. 10 bites átalakítónál 1024 darab). Az átalakítás egy órajel alatt megtörténik, de ehhez 2 N számú komparátor áramkör szükséges. (pl. 10 bites átalakítónál 1024 darab).

17

18 Kétoldali közelítéses (Successive Approximation) Az egyik legelterjedtebb átalakító a számítógépes mérésadatgyűjtő berendezésekben.Az egyik legelterjedtebb átalakító a számítógépes mérésadatgyűjtő berendezésekben. Az átalakítást a számítógép kezdeményezheti egy START jellel. Az átalakítás befejeződését az átalakító End of Conversion (EOC) jellel jelzi a számítógép felé.Az átalakítást a számítógép kezdeményezheti egy START jellel. Az átalakítás befejeződését az átalakító End of Conversion (EOC) jellel jelzi a számítógép felé.

19

20

21 Közvetett A/D átalakítók Ezek az átalakítók az analóg jelből egy paraméter (pl. idő, frekvencia, villamos töltés stb.) közbeiktatásával, két lépésben készítik el a digitális kódot. Típusai: Kétszeresen integráló átalakító Kétszeresen integráló átalakító Mintavevő-tartó áramkörök Mintavevő-tartó áramkörök

22 MCA-k és ADC-k kapcsolata MCA = MultiChannel Analyzer (sokcsatornás analizátor) Az MCA-kat felváltották az ADC-k (A nagy instabilitása miatt kiszorították)

23 A modern MCA-k többfunkciós, összetett eszközök, melyek fő komponensei: ADCADC MemóriaMemória KijelzőKijelző Stb.Stb.

24 Az ADC-k illetve az MCA-k fő jellemzői Integrális nonlinearitás: az impulzusamplitúdó és a csatornaszám közötti eltérést jelenti az ideálistól (megengedett 1%) Integrális nonlinearitás: az impulzusamplitúdó és a csatornaszám közötti eltérést jelenti az ideálistól (megengedett 1%) Csatornaszám: az alkalmazandó csatornaszámot elsősorban az adott detektor energia-felbontóképessége és a mérendő energiatartomány szabják meg Csatornaszám: az alkalmazandó csatornaszámot elsősorban az adott detektor energia-felbontóképessége és a mérendő energiatartomány szabják meg

25 Konverziós tartomány: az az impulzusamplitúdó-tartomány amit az MCA elfogad Konverziós tartomány: az az impulzusamplitúdó-tartomány amit az MCA elfogad Konverziós csatornaszám: az MCA maximális csatornaszáma (amire az ADC teljes bemenete felosztható) Konverziós csatornaszám: az MCA maximális csatornaszáma (amire az ADC teljes bemenete felosztható) Alsó és felső diszkriminációs szintek(LLD és ULD): az ADC-ben egy lineáris kapu, segítségével a spektrum kis- ill. nagyenergiájú „végei” levághatók (zajok, kozmikus sugárzás stb.) Alsó és felső diszkriminációs szintek(LLD és ULD): az ADC-ben egy lineáris kapu, segítségével a spektrum kis- ill. nagyenergiájú „végei” levághatók (zajok, kozmikus sugárzás stb.)

26 Holtidő (DT – Dead Time): az ADC-k egy időben egy analóg impulzust képesek feldolgozni (elvesznek impulzusok) Holtidő (DT – Dead Time): az ADC-k egy időben egy analóg impulzust képesek feldolgozni (elvesznek impulzusok) Memória kapacitás: az egy csatornában tárolható maximális impulzusszám (maiak: ) Memória kapacitás: az egy csatornában tárolható maximális impulzusszám (maiak: )

27 Kérdések?

28 Programozható logikai vezérlők (Programmable Logical Controller, PLC)

29 PLC: az ipari szabályozások, illetve vezérlések megvalósítására elterjedten alkalmazott ipari kivitelű mikroszámítógépaz ipari szabályozások, illetve vezérlések megvalósítására elterjedten alkalmazott ipari kivitelű mikroszámítógép a PLC nem operációs rendszerrel, hanem firmware-rel rendelkezika PLC nem operációs rendszerrel, hanem firmware-rel rendelkezik a PLC-k vezérlőszoftverét magán a PLC-n nem lehet fejleszteni.a PLC-k vezérlőszoftverét magán a PLC-n nem lehet fejleszteni.

30 Egy PLC rendszerben az alábbi egységeket találhatjuk meg: Központi feldolgozó egység (CPU), Központi feldolgozó egység (CPU), Tápegység, Tápegység, Bemeneti és kimeneti egységek (I/O), Bemeneti és kimeneti egységek (I/O), Intelligens egységek, Intelligens egységek, Kommunikációs egységek. Kommunikációs egységek.

31 És most már tényleg vége És most már tényleg vége (Elfogyott a back up slide is…)


Letölteni ppt "Az analóg jelek digitalizálása, az ADC-k típusai működésük. Bende Mihály DE-IK PTM"

Hasonló előadás


Google Hirdetések