- •Конспект лекций по курсу измерительно-вычислительные комплексы
- •Часть 1
- •Лекция 1.
- •Параметры движения ла:
- •Параметры окружающей среды:
- •Обобщенная структура контура управления ла:
- •Структура ивк:
- •Причины перехода к комплексам:
- •Требования к ивк:
- •Дополнительные требования:
- •Лекция 2 Оценка надежности.
- •Оценка стандартизации и унификации.
- •Комплексирование ивк.
- •Принципы комплексирования:
- •Лекция 3 Информационно измерительные системы (иис) как часть ивк.
- •Требования к иис:
- •Функциональная схема иис.
- •Классификация иис:
- •Методы измерений в иис.
- •Прямой метод измерений.
- •Преобразование сигнала измерения датчика давления генераторного типа цифровой свс.
- •Лекция 4 Характеристики иис.
- •Классификация погрешностей иис.
- •Статические характеристики иис.
- •Виды погрешностей характеристик.
- •Связь статической погрешности со способом соединения элементов иис.
- •Последовательное соединение элементов.
- •Параллельное соединение элементов.
- •3. Соединение с обратной связью.
- •Оценка статических погрешностей на выходе иис при заданном законе формирования сигналов.
- •Примеры при разных f.
- •Преобразование погрешностей элементов иис в выходные погрешности.
- •3. Общая погрешность.
- •Методы компенсации статических погрешностей и увеличения точности.
- •Лекция 5 Динамические характеристики.
- •Требования к динамическим свойствам системы.
- •Лекция 6 Оценка динамической ошибки.
- •Оценка динамической ошибки по коэффициентам ошибок.
- •Теорема Парсеваля.
- •Лекция 7 Повышение точности при случайном характере сигнала и помехи. Статистические характеристики.
- •Параметрическая оптимизация.
- •Интегрирующий фильтр.
- •Дифференцирующий фильтр.
- •Активные фильтры.
- •Лекция 8 Полный синтез оптимальной структуры.
- •Оптимальный фильтр Винера.
- •Фильтр Калмана.
- •Временная фильтрация.
- •Информационные характеристики.
- •Лекция 9 Комплексные методы обработки.
- •Метод фильтрации.
- •Метод коррекции.
- •Инвариантная комплексная система.
- •Лекция 10 Оценка эффективности комплексирования. Преобразующие и передающие устройства ивк.
- •Коммутаторы опроса.
- •Механические коммутаторы.
- •Электромеханические коммутаторы.
- •Электронные коммутаторы.
- •Параллельные ключи.
- •Последовательные ключи.
- •Требования к электронным ключам:
- •1. Схема ключа «на диодах».
- •2.Схема ключа «на транзисторах».
- •Требования к коммутаторам.
- •Коммутаторы можно разделить на определенные группы:
- •Лекция 11 Аналого-цифровые преобразователи.
- •Требования к ацп.
- •Характеристики ацп.
- •Лекция 12 пнк последовательного сравнения.
- •Пнк со схемой промежуточного преобразования.
- •Схемы гпн
- •Лекция 13 пнк последовательного сравнения с генератором ступенчатого напряжения
- •Пнк со следящей системой
- •Лекция 14 пнк поразрядного сравнения (уравновешивания)
- •Схемы сравнения электронных пнк.
- •2. Схема сравнения по напряжению.
- •Лекция 15 ацп непосредственного преобразования или преобразования угол - код.
- •Принципиальная электрическая схема ацп угол-код.
- •Способы считывания кода.
- •1. Контактный способ.
- •2. Фотоэлектрический способ.
- •Лекция 16 Выбор схемы пнк для цифровых систем обработки информации.
- •Цифроаналоговые преобразователи.
- •Лекция 17 Устройства передачи информации в ивк.
- •Линии связи
- •Электрические линии связи.
- •Первичные параметры.
- •Вторичные параметры.
- •Волоконно-оптические линии связи (волс).
- •Разделение каналов
Цифроаналоговые преобразователи.
Это обратное преобразование цифры в аналог. В качестве таких преобразователей используются преобразователи напряжение-код, ПНК.
Возможность такого преобразования основана на замене суммы разрядов двоичного кода аналоговой величиной Q.
– коэффициент,
определяющий все цифры в числе.
Преобразование двоичного кода в аналоговую величину сводится к сопоставлению каждой единицы числа соответствующего напряжения или тока со своим весом, а затем производится их суммирование. В этом случае на выходе получится непрерывно изменяющийся электрический сигнал, соответствующий преобразуемой цифре.
Существуют схемы суммирования по напряжению и по току.
Рассмотрим схему трехразрядного ПНК, которая основана на суммирование напряжения.
Схема состоит из трех источников напряжения, пропорционального степени двойки.
На контакты (триггеры, реле) подается соответствующее значение разряда xi – 0 или 1. Единица замыкает контакт. аналоговая величина снимается с Rн.
r0, r1, r2 – внутренние сопротивления источников напряжения.
При срабатывании
соответствующих контактов к выходу
подключаются весовые напряжения ei.
В результате на выходе будет сумма,
пропорциональная преобразуемому
двоичному числу
.
Условия равновесия схемы:
;
Откуда ток:
;
Напряжение на выходе схемы:
,
где:
- масштабный
коэффициент.
Масштабный коэффициент непостоянен, его величина зависит от количества подключенных источников. Для уменьшения влияния коэффициента необходимо выполнить условие:
Тогда можно считать
Тогда можно считать, что Uвых:
Если использовать делатель напряжения, то
Из двух вышеприведенных равенств следует:
.
Т.е. напряжение на выходе пропорционально преобразуемому числу.
Погрешность схемы определяется неточностью источника напряжения и ненадежностью схем срабатывания.
ПКН используют в качестве обратной связи в ПНК последовательного сравнения со следящей системой и поразрядных ПНК. Применяются они и там, где на выходе, после цифровой обработки, нужна аналоговая величина – напряжение в САУ, экипажу для вывода информации и др.
Лекция 17 Устройства передачи информации в ивк.
Принципиальная схема устройства передачи информации:
КОД. УСТР. – кодирующее устройство (помехоустойчивое кодирование);
МОД. – модулятор;
К. С. – канал связи;
ДЕМ. – демодулятор;
ДЕКОД. УСТР. – декодирующее устройство.
Информация передается в цифровом двоичном коде по каналу связи. Предварительно информация должна быть промодулирована, т.е. должен быть наложен двоичный низкочастотный сигнал на высокочастотный несущий сигнал. Эту функцию выполняет модулятор. Для отделения двоичного сигнала от высокочастотной составляющей используется демодулятор.
Декодирующее устройство предназначено для выделения полезной информации из принятого двоичного сообщения.
При передаче информации по каналу может произойти сбой информации из-за присутствия помех: вместо 1 может оказаться 0 или наоборот.
Если надежность передачи невысокая, то для устранения ошибок при передаче используют систему специального кодирования. Имеются также устройства кодирования для увеличения объема передачи информации в единицу времени.
