1. Vzorkování, A/D převodníky, číslicový osciloskop.

Podobné dokumenty
12. MAGNETICKÁ MĚŘENÍ, OSCILOSKOPY

13. OSCILOSKOPY, DALŠÍ MĚŘICÍ PŘÍSTROJE A SENZORY

7. Měření kmitočtu a fázového rozdílu; 8. Analogové osciloskopy

3. Měřicí převodníky, číslicově-analogové převodníky. 4. Analogově-číslicové převodníky

4. MĚŘENÍ PROUDU, MĚŘENÍ KMITOČTU A FÁZE

PLL. Filtr smyčky (analogový) Dělič kmitočtu 1:N

Analogový a číslicový signál, A/D a D/A převod, vzorkování Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti

MULTIFUNKČNÍ ČASOVÁ RELÉ

10. ANALOGOVĚ ČÍSLICOVÉ PŘEVODNÍKY

3. Měření efektivní hodnoty, výkonu a spotřeby energie

5. MĚŘENÍ FÁZOVÉHO ROZDÍLU, MĚŘENÍ PROUDU A NAPĚTÍ

IMPULSNÍ A PŘECHODOVÁ CHARAKTERISTIKA,

Číslicové multimetry. základním blokem je stejnosměrný číslicový voltmetr

Osciloskopická měření

11. Logické analyzátory. 12. Metodika měření s logickým analyzátorem

OSCILOSKOPY. Základní vlastnosti osciloskopů

5. MĚŘENÍ FÁZOVÉHO ROZDÍLU, MĚŘENÍ PROUDU A NAPĚTÍ

Binární data. Číslicový systém. Binární data. Klávesnice Snímače polohy, dotykové displeje, myš Digitalizovaná data odvozená z analogového signálu

2. MĚŘICÍ ZESILOVAČE A PŘEVODNÍKY

Pasivní tvarovací obvody RC

5. A/Č převodník s postupnou aproximací

JAN JUREK. Jméno: Podpis: Název měření: OVĚŘOVÁNÍ ČINNOSTI GENERÁTORU FUNKCÍ Číslo měření: 6. Třída: E4B Skupina: 2

Téma Analogo Číslicové Převodníky AČP. 1.1 AČP s postupnou aproximací

I> / t AT31 DX. = 50 Hz READY L1 L2 L3 K K K 0,05 0,05 0,05 0,1 0,1 0,1 0,2 0,2 0,2 0,4 0,4 0,4 0,8 0,8 0,8 1,6 1,6 1,6 3,2 3,2 3,2 6,4 6,4 6,4

5. MĚŘENÍ KMITOČTU a FÁZOVÉHO ROZDÍLU

Direct Digital Synthesis (DDS)

Analogový komparátor

31SCS Speciální číslicové systémy Antialiasing

Kontrolní technika. Nyní s rozsahy do 100 A! Nadproudové a podproudové relé IL 9277, IP 9277, SL 9277, SP 9277

Seznam parametrů Vydání 04/03. sinamics SINAMICS G110

5. Využití elektroanalogie při analýze a modelování dynamických vlastností mechanických soustav

Analogově číslicové převodníky

NTIS-VP1/1: Laboratorní napájecí zdroj programovatelný

Analogový osciloskop

2. Měření napětí, proudu a kmitočtu

evodníky Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně Ústav elektrotechniky a měření Přednáška č. 14 Milan Adámek adamek@fai.utb.cz U5 A

JAN JUREK MĚŘENÍ NA IMPULSNÍCH OBVODECH. AKO v tranzistorovém zapojení AKO s časovačem NE 555. Jméno: Podpis: Název měření: Třída: E4B Skupina: 2

+ b) = R R R R 3. vystup. vstup. 1. Hodnota proudu protékajícího odporem R2 činí: 2. Aby oba obvody byly ekvivalentní musí nastávat m.j.

DESKA ANALOGOVÝCH VSTUPŮ ±24mA DC, 16 bitů

REGULACE ČINNOSTI ELEKTRICKÝCH ZAŘÍZENÍ

4. LOCK-IN ZESILOVAČE

Analogové měřicí přístroje

CW01 - Teorie měření a regulace

4. MĚŘICÍ PŘEVODNÍKY ELEKTRICKÝCH VELIČIN 1, MĚŘENÍ KMITOČTU A FÁZOVÉHO ROZDÍLU

Klíčová slova: Astabilní obvod, operační zesilovač, rychlost přeběhu, korekce dynamické chyby komparátoru

Frekvence. BCM V 100 V (1 MΩ) - 0,11 % + 40 μv 0 V 6,6 V (50 Ω) - 0,27 % + 40 μv

POPIS OBVODŮ U2402B, U2405B

Bipolární tranzistor jako

Seznam parametrů Vydání 04/03. sinamics SINAMICS G110

Výhody/Použití. Varianty. prostředí. Flexibilní vícekomponentní měřící. Třída přesnosti 0,0025. Měřící zesilovač. Ovládání dotykovou obrazovkou

Systémy pro měření, diagnostiku a testování prototypů II. Odůvodnění vymezení technických podmínek podle 156 odst. 1 písm. c) ZVZ

FVZ K13138-TACR-V004-G-TRIGGER_BOX

Optoelektronické součástky. Elektronika a Mikroelektronika A4B34EM. Absorpce a emise fotonu. Spektrální citlivost. Elektroluminiscenční dioda - LED

Popis regulátoru pro řízení směšovacích ventilů a TUV

Profilová část maturitní zkoušky 2015/2016

Popis obvodů U2402B, U2405B

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

Osciloskopická měření

DUM 19 téma: Digitální regulátor výklad

13. Další měřicí přístroje, etalony elektrických veličin.

Elektronická a řídicí relé Bezpečnostní moduly

ŠESTNÁCTIKANÁLOVÝ A/D PŘEVODNÍK ±30 mv až ±12 V DC, 16 bitů

5. Magnetické senzory Magnetická měření Napěťový a proudový transformátor Bezkontaktní senzory el. proudu

9. Číslicové osciloskopy. 10. Metodika práce s osciloskopem

Katedra obecné elektrotechniky Fakulta elektrotechniky a informatiky, VŠB - TU Ostrava 4. TROJFÁZOVÉ OBVODY

18A - PRINCIPY ČÍSLICOVÝCH MĚŘICÍCH PŘÍSTROJŮ Voltmetry, A/D převodníky - principy, vlastnosti, Kmitoměry, čítače, fázoměry, Q- metry

Úvod do zpracování signálů

Uživatelský manuál. Řídicí jednotky Micrologic 2.0 a 5.0 Jističe nízkého napětí

Přednáška A3B38MMP. Bloky mikropočítače vestavné aplikace, dohlížecí obvody. 2015, kat. měření, ČVUT - FEL, Praha J. Fischer

11. MĚŘENÍ SŘÍDAVÉHO PROUDU A NAPĚTÍ

A4400 VA4 pro ROZUMÍME ŘEČI VIBRACÍ

A/D a D/A PŘEVODNÍK 0(4) až 24 ma DC, 16 bitů

- DAC - Úvod A/D převodník převádějí analogové (spojité) veličiny na digitální (nespojitou) informaci. Základní zapojení převodníku ukazuje obr.

DESKA ANALOGOVÝCH VSTUPŮ A VÝSTUPŮ ±24mA DC, 16 bitů

Měření neelektrických veličin. Fakulta strojního inženýrství VUT v Brně Ústav konstruování

Matematika v automatizaci - pro řešení regulačních obvodů:

Vzorkování. Je-li posloupnost diracových impulzů s periodou T S : Pak časová posloupnost diskrétních vzorků bude:

A4400 VA4 PRO II 4-KANÁLOVÝ ANALYZÁTOR ROZUMÍME ŘEČI VIBRACÍ

CW01 - Teorie měření a regulace cv. 4.0

Digitalizace převod AS DS (analogový diskrétní signál )

PRONTO. PRFA.../A Regulátor fancoilů pro jednotlivé místnosti Příklady aplikací 1/98

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

Návrh čítače jako automatu

L A B O R A T O R N Í C V I Č E N Í

Číslicové obvody základní pojmy

3B Přechodné děje v obvodech RC a RLC

Profilová část maturitní zkoušky 2014/2015

Signálky V. Signálky V umožňují světelnou signalizaci jevu.

Ošetření nevyužitých vstupů. Připojování vstupů

Automatizační technika. Typy signálů. Obsah. Typy signálů Převodníky A/Č Převodníky Č/A. Porovnávací členy. Akademický rok 2017/2018

24 bitový dvoukanálový AD převodník s obvodem HX711

ETC Embedded Technology Club setkání 6, 3B zahájení třetího ročníku

7. Měření lineární a úhlové polohy. Optoelektronické a ultrazvukové senzory

Rozhraní mikrořadiče, SPI, IIC bus,..

Technická diagnostika, chyby měření

Senzor teploty. Katalogový list SMT

Modulární přístroje Modulární přístroje Změny vyhrazeny Minia MI CZ

Universální přenosný potenciostat (nanopot)


5. VÝKONOVÉ ZESILOVAČE A SERVOZESILOVAČE S PWM MODULACÍ

Transkript:

. Vzorkování, A/D převodníky, číslicový osciloskop. přednášky A3B38SME Senzory a měření zdroje převzaých obrázků: pokud není uvedeno jinak, zdrojem je monografie Haasz, Sedláček: Elekrická měření a skripa Ripka, Ďaďo, Kreidl, Novák: Senzory P. Ripka 20. 2. 20 5.2.204 A3B38SME přednáška

Měření a přísrojová echnika úvod Reálný svě Senzor, R, L, C, f, Analogové předzpracování, I, f, (vhodný rozsah) Analogově-číslicový převod Přenos da Číslicové zpracování Přenos da Řízení Obor Senzory a přísrojová echnika A3B38MMP Mikroprocesory a mikrořadiče v přísrojové echnice A3B38PR Přísrojová echnika Volielné předměy A0B38APH Aplikace programovaelných hradlových polí A0B38LP Leecká přísrojová echnika A0B38OCP Obvody číslicových přísrojů A0B38PSM Programování sysémů pro měření a sběr da A0B38SES Senzorové síě Zobrazení 5.2.204 A3B38SME přednáška 2

Měřicí řeězec senzor (snímač) měřicí obvod a zesilovač obvody zpracování signálu A/C MP R R P Blokové schéma měřicího řeězce se senzorem A/Č analogově číslicový převodník včeně případných vzorkovačů a muliplexerů, MP mikropočíač (resp. signálový procesor, FPGA apod.), R rozhraní, P nadřazený výpočení sysém 5.2.204 A3B38SME přednáška 3

Kvanování Viz Haasz, Sedláček: Elekrická měření, sr. 85 5.2.204 A3B38SME přednáška 4

Vzorkovač Viz Haasz, Sedláček: Elekrická měření, sr. 86 5.2.204 A3B38SME přednáška 5

opakování 5.2.204 A3B38SME přednáška 6

opakování I * konvoluce: obrazem součinu je konvoluce 5.2.204 A3B38SME přednáška 7

Opakování: opakem vzorkování je rekonsrukce (užívá se v např. generáorech) * sin()/ je Fourierův vzor obdélníku obrazem konvoluce je součin 5.2.204 A3B38SME přednáška 8

Aliasing Náprava: použiím anialiasing filru odsrani vyšší frekvence ve vzorkovaném signálu 5.2.204 A3B38SME přednáška J. Vedral 9

A D převodník s dvojiou inegrací Viz Haasz, Sedláček: Elekrická měření, sr. 90 používá se ve volmerech (viz následující přednáška) 5.2.204 A3B38SME přednáška 0

A D převodník s dvojiou inegrací Viz Haasz, Sedláček: Elekrická měření, sr. 90 Výhody: polačení 50 Hz, pokud = n 20 ms nezávislos na RC r r clk clk r x r r i x x x i N N N N RC RC u RC RC d RC u 2 2 2 2 0 0 2 0 0,, 0 = = = = = + < < = = = < < A3B38SME přednáška 5.2.204 V. Haasz e al.

-f převodník s vyrovnáním náboje + číač R R 2 C + I 2i r + NK f 2 r 0 0 0 + P g 0 P P Měření napěí: PG u 2i R C d R C 2 P P d = 0 f 2 H Číač Dekodér + zobraz. = R P R 2 P = f 2 = R R 2 P P N Použií: někeré číslicové wamery a elekroměry Viz Haasz, Sedláček: Elekrická měření, sr. 80 5.2.204 A3B38SME přednáška 2

Sigma-dela převodník.řádu S R R C + I u i + f S NK C Q D D S ČF f S /N f S a) = 0 u i jednobiový ČAP + r () (0) - r Princip vyrovnání náboje - celkový náboj přivedený ze vsupu se rovná náboji přivedeného z -biového ČAP Sav pro = 0 a pro = - r /2 a) = 0 b) = - r /2 0 2 S S r = r = S + S S S S 3S 2S r r = r = 3 S 4S 2 Viz Haasz, Sedláček: Elekrická měření, sr. 94 + 0 D S u i D S b) = - r /2 A3B38SME přednáška 5.2.204 3 2 2

Sigma-dela převodník.řádu c) > 0 f S S LSB u i D S, 2,,2 2,2,3 2,3,8 2,8 Číslicový filr vyhodnocuje čenos log 0 a log ( sřední hodnou ) za N hodinových pulsů Převodníky pracují synchronně (řízeny hod. kmiočem f s ) - mohou polačova síťové rušení. ypický poče biů: 2-24 (dle převzorkování, j. dle hodnoy N) ypická doba převodu: sovky ns až desíky ms (dle převzorkování, j. dle hodnoy N) Použií: akusické aplikace, AČ moduly řídicích počíačů, digializace signálu ze senzorů A3B38SME přednáška 5.2.204 4

ADC s posupnou aproximací Viz Haasz, Sedláček: Elekrická měření, sr. 89 Webser: Insrumenaion and sensors handbook, CRC press Po dobu převodu se vsupní napěí nesmí vsupní napěí měni o více než je rozlišení převodníku, j. napěí, odpovídající ½ LSB. (Vzorkovač nuný, časo inegrální součásí převodníku) Poče biů n: 8-6 (rozlišení r / 2 n ) Vzorkovací frekvence: ypicky sovky khz V CMOS echnologii se používá echnika spínaných kondenzáorů (snadnější realizace na čipu). Použi v Lego NX brick (zabudován do V/V mikroprocesoru Amel AVR, 0 biů) 5.2.204 A3B38SME přednáška 5

Flash převodník (paralelní komparace) Viz Haasz, Sedláček: Elekrická měření, sr. 92 Agilen echnologies Poče biů n: ypicky 8 Vzorkovací frekvence: sovky MHz, pro jednoky GHz GaAs Problémy: složios, spořeba (až 3 W), vsupní kapacia Zvýšení rychlosi: přepínání mezi více převodníky 80 GSa/s (Agilen echnologies) Použií: číslicové osciloskopy, sofwarové radio a elevize, radar Sério-paralelní komparace (Pipelining): snížení poču komparáorů za cenu zpoždění převodu: 2 biů / GHz (zpoždění 2 µs) 5.2.204 A3B38SME přednáška 6

Y Osciloskopy Analogový osciloskop - viz výklad na. cvičení u DC AC u 2 PZ VZ GND u u 2 Spoušěcí úr. EX. IN. EX. RIG. AO u 5 u 3 u 4 X GSP u 3 ČZ u 4 Spousěná časová základna nasavení spoušěcího bodu: - úroveň - hrana (vzesupná, sesupná) - zdroj spoušění: vniřní, vnější, siť; - vazba spoušěcího signálu (ss, sř,) ČZ X HZ x 0 u 5 Režim HOLD OFF Viz Haasz, Sedláček: Elekrická měření, sr. 4-24 5.2.204 A3B38SME přednáška 7

Číslicový osciloskop Ergonomicky vychází z osvědčeného analogového osciloskopu (viz výklad na. cvičení), umožňuje řadu dalších funkcí 5.2.204 A3B38SME přednáška 8

Číslicový osciloskop Způsob ukládání vzorků do paměi: Paměi v jednolivých kanálech ypu FIFO (firs in firs ou) po zapnuí rvale plněny vzorky signálu. Po generování spoušěcího pulsu zasavení plnění paměi a) okamžiě (záporné zpoždění pre-rigger) b) po zpoždění, keré odpovídá době naplnění paměi FIFO ( normální ) c) po zpoždění delším než odpovídá době naplnění paměi FIFO (zpožděný - delay) Viz Haasz, Sedláček: Elekrická měření, sr. 26-29 5.2.204 A3B38SME přednáška 9

Číslicový osciloskop Viz Haasz, Sedláček: Elekrická měření, sr. 26-29 Režim pre-rigger (záporné zpoždění) a režim delay (zpoždění) SB spoušěcí (u číslicových osciloskopů přesněji zasavovací ) bod FIFO paměť: šířka n biů (obvykle 8), délka k vzorků a) pre-rigger (záporné zpoždění): zobrazeno l vzorků před SB a k-lvzorků po SB (zápis do paměi se zasaví po zapsání k-lvzorků po generování spoušěcího pulsu) SB k k-l spoušěcí úroveň b) normální režim: zobrazeny vzorky následující po SB odpovídá zobrazení analogového osciloskopu (zápis do paměi se zasaví po zapsání k vzorků po generování spoušěcího pulsu) SB k spoušěcí úroveň c) delay (zpoždění): zobrazeny vzorky následující d vzorků po SB (zápis do paměi se zasaví po zapsání k+dvzorků po generování spoušěcího pulsu) SB d k+d k spoušěcí úroveň 5.2.204 A3B38SME přednáška 20

Spoušění prerigger prerigger 5.2.204 A3B38SME přednáška 2

Druhy vzorkování signálu u číslicového osciloskopu. V REÁLNÉM ČASE 4 až 0 vzorků na periodu nejvyšší frekvenční složky umožňuje pre-rigger mode umožňuje záznam přechodných dějů Viz Haasz, Sedláček: Elekrická měření, sr. 29-30 2. SEKVENČNÍ V EKVIVALENNÍM ČASE (SROBOSKOPICKÉ) jen pro periodické průběhy v každé periodě jen jeden vzorek posunuý o ekvivalenní vzorkovací frekvence f VZ.EKV. =/( ) + + 3. NÁHODNÉ V EKVIVALENNÍM ČASE jen pro periodické průběhy po spušění se vzorkuje s maximální vzorkovací frekvencí (několik vzorků na periodu signálu) každá sada vzorků zpožděna o náhodnou, ale známou dobu rychlejší rekonsrukce než dle bodu 2) 5.2.204 A3B38SME přednáška 22

Osciloskopické sondy Viz Haasz, Sedláček: Elekrická měření, sr. 37 5.2.204 A3B38SME přednáška 23

Číslicový osciloskop s logickými vsupy (mixed-signal oscilloscope) snadňuje analýzu číslicově-analogových sysémů. Analogová čás může bý spoušěna z logických vsupů (i komplikovanými událosni). Použi v úloze 6 5.2.204 A3B38SME přednáška 24

Číslicový osciloskop: ukládání na SB paměť 5.2.204 A3B38SME přednáška 25

Číslicový osciloskop funkce FF Nedosahuje paramerů specializovaného spekrálního analyzáoru, ale A3B38SME přednáška sačí pro mnohé aplikace 5.2.204 26