1.5.3 Передаточные функции элементов цифровой сау

1.5.3.1 Передаточная функция ацп

Типовые АЦП отличаются различными принципами работы, конструктивными и схемными решениями. Однако любой АЦП осуществляет три основные операции: квантование по времени, квантование по уровню и кодирование. Квантование по уровню делает АЦП и вместе с ним ЦАС нелинейными. Типичная нелинейная характеристика АЦП показана на рис. 1.27. По оси абсцисс отложена входная величина, которая является непрерывной, а по оси ординат – цифровое представление этой величины (код) .Ширина ступеньки характеристики - цена деления младшего разряда. Для упрощения расчетов нелинейную характеристику 1 линеаризуют (прямая 2 на рис 1.27 ). В этом случае АЦП моделируют П-звеном с коэффициентом передачи и идеальным ИЭ.

Рисунок 1.27

1.5.3.2 Передаточная функция цвм

ЦВМ представляет собой электронное устройство для переработки информации. Она объединяет большое количество существенно нелинейных элементов и обладает переменной структурой. Входные и выходные сигналы ЦВМ представлены числовым кодом. Однако, в первом приближении при моделировании отвлекаются от физической стороны преобразования сигналов и считают основной характеристикой ЦВМ только реализуемый ею алгоритм преобразования входных данных в выходные.

Если пренебречь округлением чисел и принять однозначную зависимость выходных данных от входных (т.е исключить из системы команд ЦВМ команду условного перехода), то эквивалентная схема ЦВМ примет вид последовательного соединения дискретного фильтра с передаточной функцией W_Дф(z) и звена чистого запаздывания с передаточной функцией (рис. 1.28). Дискретный фильтр изменяет закон модуляции входной последовательности импульсов. Запаздывающее звено введено в структурную схему для учета времени прохождения входного сигнала через дискретный фильтр.

Z- передаточная функция дискретного фильтра.

W_Дф(z) (1. 13 )

1.5.3.3 Передаточная функция цап

ЦАП предназначен для преобразования цифрового кода чаще всего в амплитудно-импульсный код. При моделировании ЦАП эффект квантования по уровню учитывают введением в структурную схему нелинейного элемента с многоступенчатой релейной статической характеристикой. Линеаризуют названную характеристику подобно тому , как это делают с характеристикой АЦП. (рис. 1.27).

1.5.3.4 Структурная схема линеаризованной цас

Таким образом, замена нелинейной ЦАС (рис. 1.26) линейной (линеаризованной) предполагает принятие следующих допущений:

1) квантование входных и выходных сигналов ЦВМ осуществляется только по времени;

2) ЦВМ осуществляет только линейное преобразование входного сигнала;

3) алгоритм преобразования входного сигнала не содержит логических условий.

При этих допущениях структурная схема линеаризованной ЦАС примет вид:

Рисунок 1.28

1.5.4 Оценка устойчивости и качества линеаризованной цас

Оценку устойчивости и качества линеаризованной ЦАС производят так же , как и линейной импульсной САУ с АИМ (см .1.3.3).