69. Преобразование сигналов измерительной информации. Линеаризация характеристик преобразования разбиением ее на участки.

Сигналы могут быть обработаны с использованием методов аналоговой обработки сигналов, цифровых методов обработки сигналов или комбинации аналоговых и цифровых методов (комбинированной обработки сигналов). Что касается ЦСП, то главное отличие его от традиционного компьютерного анализа данных заключается в высокой скорости и эффективности выполнения сложных функций цифровой обработки, таких, как фильтрация, анализ с использованием быстрого преобразования Фурье (БПФ) и сжатие данных в реальном масштабе времени. Термин «комбинированная обработка сигналов» подразумевает, что системой выполняется и аналоговая, и цифровая обработка сигнала. Такая система может быть реализована в виде печатной платы, гибридной интегральной схемы (ИС) или отдельного кристалла с интегрированными элементами. АЦП и ЦАП рассматриваются как устройства комбинированной обработки сигналов, так как в каждом из них реализованы и аналоговые, и цифровые функции. Недавние успехи технологии создания микросхем с очень высокой степенью интеграции позволяют осуществлять комплексную (цифровую и аналоговую) обработку на одном кристалле. Сама природа ЦОС подразумевает, что эти функции могут быть выполнены в режиме реального масштаба времени.

В общем случае кривая X = f(Ux) может быть разбита на конечное число i участков (рисунок 2.10), каждый из которых может быть аппроксимирован двучленом первой степени: При разбиении кривой на четыре участка, как показано на рисунке 2.10, справедливы соотношения       

Каждый раз, когда текущее значение Ux переходит границу того или иного участка,значение напряжения Uвых = Aх изменяется соответственно наклону данного участка кривой. Это осуществляется с помощью сумматоров, пороги которых соответствуют различным границам Uхi, и каждый из которых выдает напряжение Ui, равное нулю или пропорциональное Uхi – Uх в зависимости от того, превосходит или нет значение UX порог сумматора. На рисунке 2.11 представлено аппроксимирующее устройство, позволяющее осуществить линеаризацию функции, разбитой на четыре участка (см. рисунок 2.10). Выходное напряжение устройства имеет форму

70. Преобразование сигналов измерительной информации. Цифровые методы линеаризации.

Сигналы могут быть обработаны с использованием методов аналоговой обработки сигналов, цифровых методов обработки сигналов или комбинации аналоговых и цифровых методов (комбинированной обработки сигналов). Что касается ЦСП, то главное отличие его от традиционного компьютерного анализа данных заключается в высокой скорости и эффективности выполнения сложных функций цифровой обработки, таких, как фильтрация, анализ с использованием быстрого преобразования Фурье (БПФ) и сжатие данных в реальном масштабе времени. Термин «комбинированная обработка сигналов» подразумевает, что системой выполняется и аналоговая, и цифровая обработка сигнала. Такая система может быть реализована в виде печатной платы, гибридной интегральной схемы (ИС) или отдельного кристалла с интегрированными элементами. АЦП и ЦАП рассматриваются как устройства комбинированной обработки сигналов, так как в каждом из них реализованы и аналоговые, и цифровые функции. Недавние успехи технологии создания микросхем с очень высокой степенью интеграции позволяют осуществлять комплексную (цифровую и аналоговую) обработку на одном кристалле. Сама природа ЦОС подразумевает, что эти функции могут быть выполнены в режиме реального масштаба времени.

И спользование цифровых методов линеаризации требует, чтобы измеряемое напряжение Ux было предварительно преобразовано в цифровую форму. Цифровая система обработки данных (например, ЭВМ) позволяет осуществить линеаризацию функции преобразования по специально разработанной программе, которая производит обработку измерительной информации с определенной скоростью. В этом случае нелинейную функцию преобразования U1 = f(Ux) разбивают на определенное число участков и абсциссы границ этих участков записывают в память ЭВМ. Измеряемое напряжение Ux сравнивается с этим набором абсцисс: , Ux, . Когда таким образом определяется номер i участка, запускается программа

для расчета Uвых по алгоритму линейно-кусочной аппроксимации: ▲

Постоянные коэффициенты, определяющие наклон прямых каждого из участков, должны также храниться в памяти. При такой последовательной обработке данных необходимо учитывать время проведения операций, позволяющее получать результаты с требуемой скоростью.