ответы_к_билетам_комаров_2018

Если период наблюдаемого сигнала кратен частоте ГР, то видим стационарную картинку. Для компенсации времени сдвига используется ЛЗ.

Ждущая и автоматическая синхронизация: в режиме ждущей ГР запускается только одновременно с приходом наблюдаемого сигнала.

Закрытый вход – проходит только переменная составляющая, Открытый – постоянная тоже.

29. Цифровые приборы. Общие сведения классификация.

Это устройства, автоматически вырабатывающие дискретные сигналы цифровой информации и показания представляются в цифровом виде.

Вырабатывает цифровой код в соответствии с измеряемой величиной, при этом непрерывная аналоговая величина квантуется по уровню и дискретизируется во времени.

Дискретизация во времени – преобразование, при котором значение величины отличается от 0 и совпадает с соответствующим значением измеряемой величины только в определенные моменты времени. Промежутки между этими значениями – шаг дискретизации. t=ti+1 – ti (чаще const, иногда var) Квантование по уровню – преобразование, при котором непрерывная аналоговая величина принимает фиксированные, квантованные значения. Эти значения – уровни квантования или кванты. x(ti)=xk(ti)=Nq

– шаг квантования на количество уровней квантования.

Важной характеристикой является правило отождествления измеряемой величины и уровней квантования.

Классификация ЦИУ.

По способу преобразования:

1)последовательного счета

2)последовательного приближения

3)считывания

По виду измеряемой величины

1)Вольтметры

2)Амперметры и т.д.

По способу усреднения измеряемой величины:

1)мгновенных значений

2)усредняющие (интегрирующие)

Мгновенные значения в отдельные моменты времени.

Усредняющие – интеграция нескольких значений во времени и выдают результат в виде некоторого проинтегрированного значения по некоторой величине ( позволяет избавиться от помехи)

По режиму работы:

1)циклического действия (по жесткой программе)

2)следящие – отслеживают изменения квантующей величины на некоторое значение ( как только квантованная величина изменилась, тут же появляется новый результат на выходе.

Разница между цифровыми измерительными устройствами и цифровыми приборами.

1.ЦАП – цифро-аналоговый преобразователь Nx  x(t)

2.АЦП – аналого –цифровой преобразователь x(t)  Nx ЦИУ +

ОУ (отсчетное устройство)

ЦИУ – цифровое измерительное устройство

АЦП + ОУ = ЦИУ ЦАП и АЦП - ЦП

30. Основные методы преобразования непрерывной величины в код.

Метод последовательного счета – обладает максимальным временем измерения, но самый дешевый. x(t)

в tн - начальный момент – формируется квантующего сигнала

tk – сравнение сигналов tиз=tk – tн

Вырабатывается единичный код и результат как произведение q на количество ступеней N xи≈xk=qN

tизм=tпр=Ntст

tизм=tпр – время измерения или преобразования tст – время формирования ступени.

Метод последовательного приближения – каждый следующий шаг – половина предыдущего

.

Значение квантующего сигнала формируется следующим образом. xm – максимальное значение квантующего сигнала.

xk1 = xm/2 – первый шаг xk2= xm/4= xk1/2

xk3= xm/8= xk2/2 и т.д. xm = 8

t1=tн xm< xk

в t2 – от уровня на котором остановились (xm/4) xk2< xk

xk3> xk – в этом случае данный разряд 0. Время измерения закончилось результат 110 tизм=tпр=tст*n

n=log2Nm

Метод считывания – одновременное сравнение измеряемой величины со всеми уровнями квантования сразу. Время измерения самое маленькое, но дорогой.

хkm

хи

xk1

xk2

СУ2

31. Основные характеристики цифровых СИ.

Статические:

1) погрешность дискретности (квантования) д= к

2)чувствительности ч

3)реализации уровней квантования p

4) от действия помех п

Погрешность дискретности.

1) Измеряемая величина отождествляется с ближайшим большим или равным уровнем квантования . x(t)

В общем случае – величина х –случайная, поэтому д – является также случайной величиной, распределенной по случайному закону.

д k xki x xk q; _ 0 1

2) С ближайшим меньшим или равным.

1

-1

3) С ближайшим уровнем – если входная величина не превышала половины кванта, то на ближе к нижнему уровню, иначе к верхнему.

x

xk/2

x

xk/2

0.5 0.5

D x xk2 /12; _

M x 0

Погрешность квантования – методическая. Систематическая – мат ожидание.

Погрешность чувствительности.

Возникает в следствии неидеальности сравнивающего устройства из состава цифрового прибора

x xki x xk xcp д ч - погрешность дисперсии (методическая) + погрешность чувствительности (инструментальная)

Погрешность от реализации уровней квантования.

x'ki+1

xki+1

x'ki

xki

x'ki-1

xki-1

В связи со смещением уровней квантования

(xki xсм ) x xk

Если бы смещения не было (xсм=0) то погрешность квантования – xki-x= α xk В связи с наличием смещения (xki+xсм)-x= α xk

новый уровень квантования

x xk xсм д p -

д – методическая; ч, р – инструментальная

Если смещение уровней квантования зависит от номера уровня, то погрешность p f (x) .

Погрешность, возникающая при квантовании временного интервала. При измерении временного интервала используются квантующие импульсы известной частоты.

Старт-импульс синхронизируют с половиной периода квантующего импульса. Класс точности c/d.

Помеха нормального вида имеет гармонический характер. Борьба с ней за счет интегрирования входного сигнала.

tи n / fп nTn Uпн 0 - если ввести время интегрирования кратное периоду помехи

fn=50Гц tи=n1/50=n*0.02c

33. Динамические погрешности ЦИУ.

Динамическая погрешность возникает при изменении мощности во времени сигнала.

t

tи

Для оценки динамической погрешности принята следующая модель

входная цепь

Rвх

Входная цепь представлена в виде -

Iдин - динамическая погрешность первого рода, обусловлена апериодическими свойствами входной цепи.

U'(t)

t

t ___ дин 0 _!!!

Пусть преобразование аналоговой величины в квантованную происходит методом последовательного счета.

IIдин определяется временем преобразования, с уменьшением времени преобразования погрешность стремиться к нулю.