Obraz (2535)

230

Rys. 17.3. Zasada próbkowania sygnału analogowego

Próbkowanie odbywa się w chwilach czasu t_0l t,, t₂, ... i polega ono na zapamiętaniu przez specjalny analogowy układ próbkująco-pa-miętający (S/H-samplelhold) wartości analogowej sygnału w tych chwilach. Wartość zapamiętana przechowywana jest w układzie pamiętającym do chwili następnego próbkowania, które kasuje stan poprzedni i zapisuje nową wartość.

Jak widać na rys. 17.3, próbkowanie w istotny sposób może zniekształcić sygnał wejściowy (odcinki poziome reprezentują sygnał badany po próbkowaniu). Oczywiste jest, że najlepsze odwzorowanie dostaniemy wtedy, gdy próbkowanie zachodzić będzie z bardzo dużą częstotliwością. W praktyce częstotliwość próbkowania uzależniona jest od szybkości działania innych układów, głównie przetworników analogowo-cyfrowych.

Konwersja zapamiętanej wielkości analogowej na postać cyfrową odbywa się zasadniczo w dwóch fazach:

-    porównanie wielkości analogowej z wielkością np. napięcia odniesienia w przetworniku A/C i kwantyzacja wielkości analogowej, w wyniku której otrzymuje się wielkość cyfrową,

-    zakodowanie wielkości cyfrowej do postaci umożliwiającej wprowadzenie jej do następnego bloku układu pomiarowego, np. mikrokomputera.

Spośród różnych rozwiązań konwerterów A/C (przetworników) wyróżnić można trzy podstawowe typy:

-    konwertery integracyjne, w tym konwertery z podwójnym całkowaniem,

-    konwertery kompensacyjne oparte na zasadzie sukcesywnej aproksymacji,

i konwertery napięciowo-częstotliwościowe i napięciowo-czasowe.

Najczęściej w układach pomiarowych stosowane są dwa pierwsze typy konwerterów i do nich ograniczony zostanie krótki opis przedstawiony poehej.

Konwerter z podwójnym całkowaniem, którego zasada pomiaru dla dwóch napięć wejściowych U_l i U₂ przedstawiona jest na rys. 17.4, dzfcśs w ten sposób, że wejściowe napięcie w pierwszej fazie pomiaru od chwili i₀ do chwili t_k powoduje ładowanie kondensatora w układzie caksj|(p wzmacniacza operacyjnego przez ściśle określony czas t_t t₀. W drugiej (am pomiaru kondensator ten rozładowywany jest do wartości zerowej przez dokładne napięcie odniesienia. W drugiej też fazie zliczana jest liczba impulsów sygnału cyfrowego, wytwarzanych przez precyzyjny układ genOMMM impulsów. Mierzonym napięciom analogowym L', i U₂ odpowiadają wartości cyfrowe N(l/,) i N(U₂).

"• ' I ^! iii.......i..........

ładowanie U_uv    rozładowanie L/~*.

Rys. 17.4. Zasada działania konwertera A/C z podwójnym całkowaniem

Podstawową zaletą konwerterów z podwójnym całkowaniem, stosowanych w miernikach z 'wyświetlaczami cyfrowymi, jest fakt, parametrów układu całkującego, np. wskutek wzrostu temperatury, NilM wpływu na dokładność pomiaru, ponieważ zmiany te w obydwu fazach pomiarowych. W konwerterach tych, ronizowanie częstości pomiaru z częstotliwością napięcia