Signal transducere: typer, opererer principper og formål

I industrien og i hjemmet er spredt brug af forskellige typer af signalkonvertere. Disse enheder kan være repræsenteret i en lang række modifikationer er skræddersyet til at løse problemer i forskellige områder af økonomien. Hvilke typer af signalkonvertere kan tilskrives den mest almindelige? I hvad der kan være de særlige kendetegn ved deres drift?

Hvad er formålet med signalkonvertere?

signalkonvertere - enheder, der kan faktisk være til stede i en lang række løsninger. Dette udtryk effektivt kollektivt og kan vedrøre udstyr, der anvendes i de forskellige segmenter af økonomien og klassificeret af totalt uensartede kriterier. De vigtigste typer af signaler, der kan omdanne den pågældende anordning:

- power;

- sunde;

- temperatur;

- teknologisk art.

Afhængigt af de opgaver, som brugeren af signalomsætteren i strukturen af de respektive enheder kan kombineres moduler, forarbejdning flere forskellige datatyper. Transformationen kan således gennemføres inden for en enkelt type signal (for eksempel fra en frekvens til en anden) eller være en mekanisme indebærer oversættelse mellem forskellige kategorier af signaler. For eksempel i den elektriske lyd.

Den mest almindelige devaysa angår konverter analoge signaler til digital (og omvendt, hvis den er forsynet de interne anordning struktur moduler). Overvej funktionerne i hans arbejde.

Analog-til-digital konverter

Den pågældende anordning, der er designet til at konvertere en analog signal - fx repræsenteret af spændinger, i digital form (tillader for eksempel at optage et signal svarende til en fil).

Et af de vigtigste kriterier for effektiviteten af rapporteringssystemet - bit data output. Dens værdi bestemmer niveauet af signal-støj-forhold.

En anden vigtig parameter karakteriserer kvaliteten af en anordning, såsom analog konverter - formationshastigheden udgangssignal. Blandt de indretninger, der giver optimal dens ydeevne - dem, der vedrører den parallelle type. De gjorde dannelsen af store signalstrømme under anvendelse af en nødvendig antal udtag. Dette træk ved indretningens funktion, i mange tilfælde bestemmer frigivelsen af de relevante transducere, kendetegnet ved store dimensioner. Derudover kan analoge signal konvertere har et tilstrækkeligt højt effektniveau. Men i betragtning af effektiviteten af disse enheder er ofte mærket med deres funktioner ikke behandles som fejl.

Konvertering fra analoge signaler til digitale parallelle enheder udføres meget hurtigt. At tilvejebringe endnu højere hastighed for den tilsvarende type enheder arbejde ved at forbinde flere enheder, således at de kan håndtere strømme af signaler efter tur.

Alternative løsninger kan være parallelle omformere seriel typen signaler. De har tendens til at være mindre produktive, men mere energieffektive. Deres anvendelse kan skyldes i tilfælde, hvor der er et spørgsmål om at tilbyde transmissionssignaler i infrastrukturen af en lille kapacitet, eller i tilfælde af at en større konverteringsfrekvens end den, der er tilvejebragt ved successiv anordning, er påkrævet.

Det kan bemærkes, at der er en blandet indretninger, der kombinerer funktionerne af serier og parallelle omformere. I mange tilfælde, de er de optimale løsninger med hensyn til overholdelse af kriterierne for rentabilitet og produktivitet.

Ovenfor vi bemærkede, at analog-til-digital konvertere kan omfatte moduler, hvorigennem konvertering af digitale signaler til analog. Der er også en særskilt kategori af den rette type af enheder. Vi vil studere deres egenskaber.

Digital til analog konvertere

I tilfælde af at brugeren er tilgængelige, for eksempel til et analogt tv-signal, vil dets drift være muligt at forbinde den respektive antenne. Eller underlagt omdanne det oprindelige signal til analog, som fjernsynet kan genkende. Deres kilde kan være på sin side en digital antenne. Eller alternativt modtaget signalet via internettet.

Den pågældende anordning, således omdanner et signal, der indeholder den digitale kode i en strøm, spænding eller ladningen, der overføres til de analoge behandlingsmodulerne. Specifikke mekanismer af denne transformation afhænger af typen af input-data. For eksempel, når det kommer til at lyde, så er det normalt input præsenteres i PCM. Hvis kildefilen er komprimeret, kan de specielle software codecs bruges til signal konvertering. Til gengæld digitale antenne transmitterer typisk et signal forarbejdning hardware metoder.

Indretninger som indbefatter kiggede omformere kan suppleres med moduler forskellige formål. For eksempel samtidig sikre reproduktion af fjernsynsudsendelse videoforstærker kan anvendes ud over disse moduler, der er brugt konverter. I mange tilfælde er det nødvendigt at tilvejebringe billeder af høj kvalitet på det analoge signal til et digitalt transformation. Også den video forstærker bruges, når du vil overføre billeder til en betydelig afstand.

TV - er ikke det eneste område af det aktive brug af det pågældende udstyr. Passende konvertere indbefatter for eksempel, af spillere cd-drev, som også omdanne det digitale signal til analog.

ultralydstransducere

Næste fælles kategori af enheder - en ultralyd transducer. Det kan bemærkes, at det kan repræsenteres ved anordninger med en lang række applikationer, samt virkemåde. Blandt de almindelige sorter af ultralydstransducere - submersible enhed, som er beregnet til at overføre i vand eller andet flydende medium af ultralyd ved en specifik frekvens. Denne enhed kan anvendes, for eksempel til at gennemføre forskellige rengøring objekter fra forurening - i sammensætningen bade anvendes i størrelsesordenen ultralyds rengøring.

Der er også andre områder af anvendelser af de ovennævnte enheder. Ultralydstransduceren kan anvendes til at overvåge integriteten af visse strukturer, tilslutninger kontrolleres disse eller andre genstande for skader.

Lineær & Switching Converters

I betragtning af de særlige forhold i anvendelsen af konvertere vil være nyttigt at være opmærksom på klassificeringen, hvor de er opdelt i lineær og puls. I virkeligheden er disse kriterier afspejle to grundlæggende principper for driften af transducere.

Dem, der hører til den linje, kan operere på princippet om analoge kredsløb design, hvor de konverterede signaler dannes glat tempo. Skifte konverter kræver større signal repræsentation på udgangen, og når den interne behandling. Men hvis denne operation kun udføres for det indre signalbehandling trin kan en passende anordning danner stort set den samme ydelse som i det tilfælde, hvor den lineære transducer aktiveret. Således kan den lineære udtryk eller puls behandling kun overvejes i sammenhæng med de opererer princippet om de centrale hardwarekomponenter devaysa passende typen.

Switching Converters udnyttes hovedsagelig i tilfælde, hvor høj effekt signalbehandling antages som en del af infrastrukturen anvendes. Dette skyldes det faktum, at effektiviteten af de respektive enheder i sådanne tilfælde er meget højere end ved dem for at sænke strømmen signalbehandling. En anden faktor i udvælgelsen af beslutninger data - aktivering af transformer eller kondensator enheder i infrastrukturen anvendte som impulsomdannere har optimal kompatibilitet.

Til gengæld lineær transducer - en anordning, der anvendes som en del af infrastrukturen, hvor energibesparende signalbehandling. Eller hvis der er behov for at reducere støjen på grund af driften af konverteren. Det skal bemærkes, at effektiviteten af de løsninger, der overvejes i en stor magt infrastruktur - ikke den mest fremragende, så disse enheder ofte udleder store mængder af varme, end pulsen konvertere. Derudover deres vægt og dimensioner er også signifikant højere.

Men, alligevel, i praksis, driften af transduceren i princippet det momentum kan involvere dannelsen af dets overføringsfunktion på en lineær måde. Derfor, før gennemførelsen af de tilsvarende signalkonvertere i infrastrukturen, skal overveje deres interne struktur anvendes til signalbehandlingskredsløbet.

Måling omformere

En anden almindelig kategori af løsninger - sendere. Hvad er deres karakteristika? Sender - en enhed, der kan også være repræsenteret i et stort antal sorter. Det kombinerer de data Soup egnethed som dimension, og at omdannelsen af forskellige mængder.

En fælles kan betragtes som fungerende kredsløb tilsvarende type måleinstrumenter, i hvilken signalet behandles i flere etaper. Første konverter accepterer det, transformeres derefter til den værdi, som kan måles ved, efter - forvandler nogle nyttige energi. For eksempel, hvis den analoge måleomformer transformationen udføres elektrisk energi til mekanisk energi.

Selvfølgelig kan de specifikke ordningen passende løsninger præsenteres i en yderst bredt spektrum. Spred brugen af måling transformationer til videnskabelige formål som en del af infrastrukturen for eksperimenter og forskning. Det forener mest sendere deres egnethed er primært om brugen af standardiserede egenskaber under bearbejdning eller omdanne signalet. Det kan bemærkes, at disse karakteristika ikke altid kan anvendes til slutbrugeren transmitter. Deres engagement i mange tilfælde udført i stealth mode. Den person, der bruger de respektive signalkonvertere, modtager et ønsket signal, tilpasset til anvendelse i forskellige formål ved udgangen.

Således disse løsninger er generelt ikke ville blive brugt som enkeltstående former for infrastruktur. De er en del af mere komplekse enheder - for eksempel måling automatisering i produktionen. Måling konvertere ofte inddeles i to store grupper - primære og mellemliggende. Det er nyttigt at overveje detaljerne i begge.

Klassificering af transducere: udgangsmaterialer og mellemprodukter løsninger

Anordningerne, der tilhører kategorien af primær, der normalt anvendes som sensorer. Det vil sige, transducerne er, for hvilke den ene eller den anden målte værdi direkte virker. Det resterende suppe klassificeret som moderat. De er placeret i måle- infrastruktur umiddelbart efter det første, og kan være ansvarlig for en lang række operationer, der er forbundet med omdannelsen. Hvilke specifikke operation kan udføre passende niveau konverter typen signal? Til dem, der accepteres til:

- måling af fysiske egenskaber for forskellige værdier;

- høj omdannelse skala;

- omdannelse af digitale signaler til analoge og vice versa;

- funktionelle omdannelser.

Bemærk, at en sådan klassificering kan betragtes vilkårlig. Dette skyldes primært det faktum, at i en og samme måleinstrumentet kan være flere primære omformere. En anden grund til at overveje en betinget klassifikation omtalt ovenfor - at i forskellige typer af målinger kan udføres på infrastrukturen uens principper.

De elektrooptiske omformere

En anden populær i forskellige områder af økonomien devaysa typen - elektron-optisk konverter. Han, ligesom andre typer af enheder, har vi diskuterede ovenfor, kan være repræsenteret i en lang række forestillinger. Forener elektrooptiske omformere generelle princip om drift: det indebærer gennemførelse af omdannelsen af den usynlige objekt - fx en belyst ved infrarød, ultraviolet eller for eksempel røntgenstråler, i det synlige spektrum.

Den tilsvarende operation udføres sædvanligvis i to trin. På den første usynlig stråling modtages af fotokatoden, hvorefter det omdannes til elektroniske signaler. At der allerede i det andet trin omdannes til et synligt billede og vises på skærmen. Hvis det er en computerskærm, kan signalet tidligere konverteret til en digital kode.

De elektro-optiske konvertere - løsninger, der traditionelt har været klassificeret i flere generationer. Anordninger, for første, er sammensat af et glas termoflaske. I det ligger fotokatoden og anode. Mellem dem er dannet en potentiel forskel. Når den påføres til konverteren inden for sine optimale spænding genereret elektron linse er i stand til at fokusere de elektroner strømme.

Konverterne af den anden generation af elektron acceleration tilstedeværende moduler, hvorved billedets lysstyrke forbedres. I anvendes indretningerne af tredje generation materialer, gør det muligt at forøge følsomheden af fotokatoden som et nøgleelement i den elektro-optisk omformeren er mere end 3 gange.

Egenskaber resistive transducere

En anden almindelig type af udstyr - resistive transducere. Lad os betragte dem især detalje.

Disse transducere er indrettet til at ændre deres egen elektrisk modstand, når de udsættes for en bestemt målestørrelse. De kan også udføre justeringen af den kantede og lineær bevægelse. I de fleste tilfælde datakonvertere indgår i automatiseringssystem med tryksensorer, temperatur, niveau af belysning, måling af intensiteten af forskellige former for stråling. De væsentligste fordele ved resistive transducere

- pålidelighed;

- fravær af korrelation mellem målingernes nøjagtighed og stabilitet forsyningsspænding.

Der er mange sorter af egnede anordninger. Blandt de mest populære - temperaturfølerne. Vi vil studere deres egenskaber.

Modstandstemperaturdetektor

Datasignalet konvertere har komponenter, der er følsomme over for ændringer i omgivelsestemperaturen. I tilfældet, hvor det stiger, kan øges deres resistens. Disse enheder er primært kendetegnet ved en meget høj nøjagtighed. I nogle tilfælde, de gør det muligt at ændre temperaturen med en nøjagtighed på 0,026 grader Celsius. Som en del af disse enheder er der elementer fremstillet af platin - i dette tilfælde modstanden forhold ligger under eller kobber.

Anvendelse af resistive sensorer er karakteriseret ved flere nuancer. Det bør således bemærkes, at jo højere magnetiseringsstrømmen indikatorer føres til sensoren, øge dens temperaturfølsomhed, men på samme tid, opvarme de respektive transducerelementer. I mange tilfælde forårsager et fald i dens nøjagtighed. Det anbefales derfor at sikre optimal ydeevne af magnetiseringsstrømmen til de specifikke målebetingelser. kan tages beregningen for eksempel den termiske ledningsevne af det medium, hvori den gældende sensor - luft eller vand. Typisk er de anbefalede parametre for excitation strømme fastsat af producenterne af de tilsvarende sensorer. Således kan de varierer betydeligt afhængig af metallet anvendes i indretningen struktur. Når endvidere anvendelse sensorer fandtes, er det nødvendigt at tage hensyn til en sådan parameter som den begrænsende værdi af driftsstrømmen. Typisk er det også identificerer producenten.

Resistive sensorer - blandt de mest almindelige typer af omformere i økonomien. Dette skyldes i høj grad de betydelige teknologiske fordele ved de mange sorter af dem. For eksempel, hvis vi taler om Termistorer - sådanne karakteriseret ved høj følsomhed, kompakthed, lav vægt. Tilsvarende sensorer kan anvendes til at måle temperaturen i forskellige forhold. Deres produktion ofte indebærer ikke væsentlige omkostninger. Men termistorer har ulemper - primært det er en høj grad af ulinearitet, således at de kan anvendes i praksis i en temmelig snævert område af temperaturer.

Passende type omformere signaler (typer og deres formål, kan være baseret på forskellige kriterier for klassificering) er meget udbredt i hverdagen. For eksempel inddrage af fordelte temperatursensorer, der omfatter i sin struktur platin- og kobber bestanddele i sammensætningen:

- opvarmning infrastruktur - for at måle indikatorerne kølevæsketemperatur på forskellige dele af udstyret, samt i et opvarmet rum;

- vaskemaskiner - for at måle temperaturen af vandet og dets tilpasning til de forskellige vaskeprogrammer;

- Jern - tilsvarende for optimal strygning temperatur inden for et bestemt tilstand;

- electrotiles, samt andre former for udstyr til tilberedning af mad - for at sikre deres drift ved aktivering af visse brugertilstande.

reguleringsmodstand omformere

En anden populær type resistive udstyr - resistens transducere. Deres virkemåde er baseret på måling af den elektriske modstand af en leder under indflydelse af input forskydning. I praksis er denne transducer omfatter elementer, som er tilpasset den forskydning på grund af virkningen af målestørrelsen. Oftest pågældende anordning indgå i spændingsdelerne eller anvendes som en bestanddel af målebroen.

Hvis vi taler om de dyder, der kendetegner de reguleringsmodstand konvertere, da de omfatter:

- fravær af en reaktiv effekt på bevægelige komponenter

- høj effektivitet;

- lille størrelse, anvendelse af infrastrukturen, der opererer som en konstant, så og vekselstrøm.

Samtidig de resistive transducere af den tilsvarende type er ikke altid pålidelige og i mange tilfælde kræve, at selskabet betydelige ressourcer for at opretholde funktionaliteten.