Масштабный преобразователь

Системы счисления

Преобразователь кода в код

Лекция 9

Классификация электронных преобразователей

I

Электрическая величина Электрическая величина

(дискретный код) №1 (дискретный код) №2

II

вход выход

аналоговый аналоговый

АЦП вход выход

аналоговый дискретный

ЦАП вход выход

дискретный непрерывный

Аналоговая величина характеризуется бесконечным числом значений на определённом интервале.

Дискретная – конечная величина; имеющая конечное число значений.

Код – совокупность правил, позволяющих передавать значения в виде последовательности символов.

Пример

ЦОУ – цифровое отсчётное устройство на светодиодах

А)

→

Каждая черта – светодиод (всего – 8).

Друг за другом…

Для повышения помехоустойчивости существуют специальные помехозащитные коды. Например – код Хэминга.

Код – представление числа в определённой последовательности символов или, с точки зрения техники, представление сигнала в виде элементарных символов, построенных по определённому принципу.

Любое число в любой системе счисления можно представить, как

Где a_i – присущие только данной системе, коэффициент

h – основание системы

Например

Пусть h=10 → a = 0 ; 1 ; 2 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 ; 6 ; 7 ; 8 ; 9 и всё.

Число 938 =

Причём старший разряд → младший разряд.

Пусть h = 60 → a = 0 ; 1 ; 2 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 ; 6 ; 7 ; 8 ; 9 ; ………. ; 59 и всё.

Число 938 =

Пусть h = 2 → a = 0 ; 1 и всё.

Триггер работает лишь в двух режимах, условно называемых НУЛЬ и ЕДИНИЦА.

Пример

Число 7 =

Итого: 7₂ = 0 1 1 1 Это мы только что перевели число 7 в двоичный код.

старший младший

разряд разряд

Теперь возьмём число несколько побольше. Например, то же 938.

Переводим в бинарный (двоичный код). h = 2 → a = 0 ; 1

Число 938 в двоичной системе

938₂ = 111 010 101 0

Можно на триггере сделать наглядную схему.

Например

9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

На тридцати позиционном приборе получили число 984.

Помимо двоичного кода, существует двоично-десятичный с различными весовыми коэффициентами. Каждый разряд числа записывается в двоичном коде.

9 3 8 a) 8-4-2-1

1001 0011 1000 2³–2²–2¹-2⁰

1*2³+0*2²+0*2¹+1*2⁰ = 0*2³+0*2²+1*2¹+1*2⁰ = 1*2³+0*2²+0*2¹+0*2⁰ =

= 8+0+0+1 = 9 = 0+0+2+1 = 3 = 8+0+0+0 = 8

Для реализации необходимо 12 триггеров.

б) 2-4-2-1

Число 5 можно представить как 2+2+1 = 1*2³+0*2²+1*2¹+1*2⁰ , или как 4+1 = 0*2³+0*2²+0*2¹+1*2⁰ .

В этом и состоит неоднозначность рассмотрения числа.

Примечание

Существуют ещё восьмеричные h = 8 и шестнадцатеричные h = 16 системы счисления.

вход аналог аналог выход

Группы:

I. Пассивные

II. Активные

III. Измерительные трансформаторы тока и напряжения

Пассивные МП не имеют внешнего источника питания

Пассивные – это шунты (преобразователи тока I) и делители напряжений.

Шунт – преобразователь тока I.

Пример

I_ИП

0 1 2 3 4 5 А

I I_Ш R_Ш

I_ИП << I R_Ш

манганин

n (известна) = t^o

Сопротивление шунта по закону Кирхгофа

Делитель напряжения

ППИ (переключатель пределов измерения) в (ДН)

Для уменьшения напряжения в определённое число раз применяют делители напряжения, которые в зависимости от рода напряжения могут быть выполнены на элементах, имеющих чисто активное сопротивление, ёмкостное или индуктивное сопротивление. Серийно выпускают делители напряжения, предназначенные для расширения пределов измерений компенсаторов постоянного тока. Такие делители выполняют из резисторов на основе манганина.

Пример

+

U_ВХ R₁

R₂ U_ВЫХ

-

Реально

+ R₁ R_H → ∞ (разрыв)

_ R₂ R_Н

Как выбирать R₁ и R₂ . Это делается исходя из каждого конкретного случая. Но, вообще сопротивление нагрузки должно быть в 10 раз больше сопротивлений 1 и 2. То есть если R₁ = R₂ = 100 Ом, то R_H = 1 кОм. И так далее.

Существуют и более сложные делители.

+ 1

R₁ 2

R₂

U_ВХ 3

R₃ 4 U_ВЫХ

_ R₄

На переменном токе при 𝝎

+ R₁ U₁ = U_m*sin(𝝎*t)

~U₁ +

R₂ ~U₂ R₁ С_{П1 появились}

- ~U_{1 паразитные ёмкости}

_ R₂ C_П2 ~U₂

В этом случае

Z₁ = R₁ // Z₂ = R₂ //

В реальных схемах существуют специальные скомпенсированные делители.

R₁ С_П1

~U₁

С_П2 C_H !!!

R₂ ~U₂ R_H

R2 //