Transductors de senyals: tipus, principis de funcionament i finalitat

En la indústria ia la llar es va estendre l'ús de diversos tipus de convertidors de senyal. Aquests dispositius es poden representar en una àmplia gamma de modificacions a la mesura de la resolució de problemes en diferents àrees de l'economia. Quins tipus de convertidors de senyal es pot atribuir als més comuns? En el que podria ser les característiques del seu funcionament?

Quin és el propòsit dels convertidors de senyal?

convertidors de senyal - dispositius que de fet poden estar presents en una àmplia gamma de solucions. Aquest terme efectiva col·lectiva i pot relacionar-se amb els equips utilitzats en els diferents segments de l'economia i classificats per criteris totalment dispars. Els principals tipus de senyals que poden transformar el dispositiu en qüestió:

- poder;

- so;

- la temperatura;

- naturalesa tecnològica.

En funció de les tasques que enfronta l'usuari del convertidor del senyal en l'estructura dels respectius dispositius poden ser mòduls de processament, diversos diferents tipus de dades combinats. La transformació pot per tant ser implementat dins d'un únic tipus de senyal (per exemple, d'una freqüència a una altra) o ser un mecanisme que implica la traducció entre diferents categories de senyals. Per exemple, en el so elèctric.

El devaysa més comú es refereix convertidor de senyals analògics a digitals (Versa i vice si es proporciona els mòduls de l'estructura del dispositiu intern). Tingueu en compte les característiques del seu treball.

Conversió analògica-digital

El dispositiu en qüestió, dissenyat per convertir qualsevol senyal analògic - per exemple, representats per tensions, en forma digital (permetent, per exemple, per gravar un senyal corresponent a un arxiu).

Un dels criteris principals per a l'eficàcia del sistema d'informació - la sortida de dades de bits. El seu valor determina el nivell de la relació senyal a soroll.

Un altre paràmetre important que caracteritza la qualitat d'un dispositiu tal com convertidor analògic - senyal de sortida de velocitat de formació. Entre els dispositius que proporcionen una òptima seu acompliment - les relatives al tipus paral·lel. Van fer la formació de grans fluxos de senyals usant un nombre necessari d'aixetes. Aquesta característica del funcionament del dispositiu, en molts casos determina l'alliberament dels transductors corresponents, caracteritzada per grans dimensions. A més, convertidors de senyals analògics poden tenir un nivell de potència prou alta. No obstant això, donada l'eficàcia d'aquests dispositius sovint estan marcades amb les seves característiques no són tractades com a faltes.

La conversió de senyals analògics a dispositius paral·lels digitals es realitza molt ràpidament. Per proporcionar fins i tot una major velocitat dels dispositius de tipus corresponents poden treballar mitjançant la connexió de diversos dispositius, de manera que puguin gestionar fluxos de senyals al seu torn.

Les solucions alternatives poden ser convertidors paral·lels senyals de tipus sèrie. Ells tendeixen a ser menys productius, però més eficient de l'energia. El seu ús pot ser degut, en els casos en què hi ha una qüestió de proporcionar senyals de radiodifusió dins de la infraestructura d'una petita capacitat, o en el cas que una taxa de conversió més gran que la que és proporcionada pel dispositiu successiva, es requereix.

Es pot observar que hi ha un dispositius de tipus mixt que combinen les funcions de sèrie i convertidors paral·lels. En molts casos, són les solucions òptimes en termes de compliment dels criteris de rendibilitat i productivitat.

Per sobre hem observat que els convertidors analògic a digital poden incloure mòduls, a través del qual la conversió de senyals digitals en analògics. Hi ha també una categoria separada del tipus apropiat de dispositius. Anem a estudiar les seves característiques.

Convertidors digitals a analògics

En cas que l'usuari està disponible, per exemple, per a un senyal de televisió analògica, el seu funcionament serà possible connectar l'antena respectiva. O subjecte a transformar el senyal analògic original en què la televisió pot reconèixer. El seu origen pot ser, al seu torn, una antena digital. O, alternativament, el senyal rebuda a través d'Internet.

El dispositiu en qüestió, per tant, converteix un senyal que conté el codi digital en un corrent, la tensió o la càrrega que es transmet als mòduls de processament analògics. Els mecanismes específics d'aquesta transformació depenen del tipus de dades d'entrada. Per exemple, quan es tracta de so, llavors és en general l'entrada es presenta al PCM. Si es comprimeix l'arxiu d'origen, els còdecs de programari especials es poden utilitzar per a la conversió de senyals. Al seu torn, l'antena digitals típicament transmet un senyal de mètodes de processament de maquinari.

Dispositius que inclouen convertidors vistos poden complementar-se amb mòduls diferents propòsits. Per exemple, alhora que garanteix la reproducció de l'amplificador de vídeo de difusió de televisió pot ser utilitzat a més dels mòduls que s'utilitzen convertidor. En molts casos és necessari per proporcionar imatges d'alta qualitat en el senyal analògic en una transformació digital. A més, l'amplificador de vídeo s'utilitza quan es desitja transferir imatges a una distància considerable.

TV - no és l'única àrea de la utilització activa dels dispositius en qüestió. convertidors adequats inclouen, per exemple, els jugadors de la unitat de CD-ROM, que també transformar el senyal digital a analògica.

transductors ultrasònics

categoria comuna al costat dels dispositius - un transductor d'ultrasò. Es pot observar que pot ser representat per dispositius que tenen una àmplia gamma d'aplicacions, així com els principis de funcionament. Entre les varietats comunes de transductors ultrasònics - unitat submergible, que està dissenyat per transmetre en aigua o un altre mitjà líquid de l'ecografia a una freqüència específica. Aquest dispositiu es pot utilitzar, per exemple, per posar en pràctica diversos objectes de neteja de la contaminació - en els banys de composició usada en l'ordre de neteja per ultrasons.

També hi ha altres camps d'aplicació dels dispositius anteriors. El transductor d'ultrasons pot utilitzar-se per controlar la integritat de certes estructures, connexions, verificar els o altres objectes pels danys.

Lineals i Convertidors

Tenint en compte les peculiaritats de l'aplicació de convertidors serà útil prestar atenció a la classificació en què se subdivideixen en lineal i el pols. De fet, aquests criteris reflecteixen dos principis fonamentals de funcionament dels transductors.

Els que pertanyen a la línia, pot operar en el principi de disseny de circuits analògics, en què els senyals convertides es formen ritme suau. Commutació del convertidor requereix una major representació del senyal a la sortida, i quan el processament intern. No obstant això, si aquesta operació es porta a terme només per a l'etapa de processament de senyal intern, un dispositiu apropiat pot formar pràcticament el mateix rendiment que en el cas en què s'activa el transductor lineal. Per tant, el terme lineal o tractament de pols poden ser considerats només en el context del principi de funcionament dels components de maquinari principals Tipus devaysa apropiat.

Convertidors s'utilitzen principalment en els casos en què el processament del senyal d'alta potència s'assumeix com a part de la infraestructura utilitzada. Això és a causa del fet que l'eficiència dels dispositius respectius en aquests casos és molt més gran que quan s'utilitza amb la finalitat de reduir el processament de senyals de potència. Un altre factor en la selecció de decisions de dades - l'activació dels dispositius de transformador o condensador en la infraestructura utilitzada, que els convertidors d'impulsos tenen una compatibilitat òptima.

Al seu torn, el transductor lineal - un dispositiu que s'utilitza com a part de la infraestructura, en què el processament del senyal de baixa potència. O si hi ha una necessitat de reduir el soroll generat pel funcionament del convertidor. Cal assenyalar que l'eficiència de les solucions sota consideració en una infraestructura de gran potència - no el més excepcional, de manera que aquests dispositius sovint emeten grans quantitats de calor que els convertidors d'impulsos. A més, el seu pes i les dimensions són també significativament més alta.

Però, de totes maneres, a la pràctica, el funcionament del transductor sobre el principi de moment pot implicar la formació de la seva funció de transferència d'una forma lineal. Per tant, abans d'implementar els convertidors de senyal corresponents a la infraestructura, ha de tenir en compte la seva estructura interna s'utilitza per al circuit de processament de senyals.

transformadors de mesura

Una altra categoria comuna de solucions - transmissors. Quines són les seves característiques? El transmissor - un dispositiu que també es pot representar en un gran nombre de varietats. Combina l'aptitud sopa de dades de dimensió i de la transformació de diverses quantitats.

A comú pot considerar-se com que funciona circuit de dispositius de mesurament de tipus, en què el senyal és processada en diverses etapes corresponent. Primer convertidor accepta, després es va transformar en el valor que pot ser mesurat per, després - es transforma en una mica d'energia útil. Per exemple, si el convertidor de mesurament analògica, la transformació es porta a terme l'energia elèctrica en energia mecànica.

Per descomptat, les disposicions específiques que s'apliquen solucions apropiades es poden presentar en un espectre molt ampli. Difondre l'ús del mesurament de transformacions per a fins científics com a part de la infraestructura per als experiments i investigacions. És més uneix els transmissors de la seva idoneïtat es basa principalment en l'ús de característiques estandarditzades durant el processament o la transformació del senyal. Es pot observar que aquestes característiques no sempre es poden utilitzar per al transmissor de l'usuari final. La seva implicació, en molts casos porta a terme en mode ocult. La persona que utilitza els respectius convertidors de senyal, rep un senyal desitjada, adaptat per al seu ús en diversos fins a la sortida.

Per tant, aquestes solucions són generalment no serien utilitzats com tipus independents de la infraestructura. Són part dels dispositius més complexes - per exemple, l'automatització del mesurament de la producció. Transformadors de mesura sovint es classifiquen en dos grans grups - primaris i intermedis. És útil tenir en compte les característiques específiques de tots dos.

Classificació de transductors: solucions primaris i intermedis

Els dispositius que pertanyen a la categoria de primària, generalment utilitzats com a sensors. És a dir, els transductors són, per a això un o l'altre valor de mesurament actua directament. La sopa restant classifica com intermèdia. Es col·loquen en la infraestructura de mesurament immediatament després de la primera, i poden ser responsables d'un gran nombre d'operacions associades amb la conversió. Quina operació específica pot realitzar senyal de tipus convertidor de nivell adequat? Per als acceptats a:

- mesurament de les característiques físiques de diversos valors;

- escala d'alta conversió;

- transformació dels senyals digitals a analògiques i viceversa;

- transformacions funcionals.

Recordeu que aquesta classificació pot considerar arbitrària. Això es deu principalment al fet que en un i el mateix instrument de mesura poden ser múltiples convertidors primaris. Una altra raó per a considerar una classificació condicional discutit anteriorment - que en diferents tipus de mesuraments es poden dur a terme en els principis diferents d'infraestructura.

Els convertidors electro-òptics

Un altre popular en diversos camps de l'economia de tipus devaysa - convertidor d'electrons òptic. Ell, igual que altres tipus de dispositius, hem discutit anteriorment, pot ser representat en una àmplia gamma d'espectacles. Uneix convertidors electro-òptics principi general d'operació: es tracta de l'aplicació de la transformació de l'objecte invisible - per exemple, un sistema d'il·luminació per infrarojos, ultraviolats, o, per exemple, raigs X, en l'espectre visible.

L'operació corresponent es porta a terme habitualment en dues etapes. A la primera radiació invisible és rebuda pel fotocàtode, després de la qual cosa es transforma en senyals electròniques. Que ja en el segon pas es converteix en una imatge visible i es mostren a la pantalla. Si es tracta d'un monitor d'ordinador, el senyal pot ser convertit prèviament en un codi digital.

Els convertidors electro-òptics - solucions que tradicionalment han estat classificades en diverses generacions. Dispositius relacionats amb el primer, es componen d'un matràs de buit de vidre. S'hi troben el fotocàtode i l'ànode. Entre ells es forma una diferència de potencial. Quan s'aplica al convertidor dins de les seves lents d'electrons generats voltatge òptim capaç d'enfocar els fluxos d'electrons.

Els convertidors de la segona generació de mòduls d'acceleració d'electrons presents, de manera que es millora la brillantor de la imatge. En s'utilitzen els dispositius dels materials de tercera generació, que permet augmentar la sensibilitat del fotocàtode com un component clau del convertidor electro-òptic és més de 3 vegades.

Característiques resistives transductors

Un altre tipus comú de dispositius - transductors resistius. Anem als considerem amb especial detall.

Aquests transductors estan adaptats per a canviar la seva pròpia resistència elèctrica quan s'exposa a un mesurant particular. També poden dur a terme l'ajust del moviment angular i lineal. En la majoria dels casos, els convertidors de dades incloses en el sistema d'automatització amb sensors de pressió, temperatura, nivell d'il·luminació, el mesurament de la intensitat de diversos tipus de radiació. Els principals avantatges dels transductors resistius

- fiabilitat;

- l'absència de correlació entre la precisió dels mesuraments i l'estabilitat de la tensió d'alimentació.

Hi ha moltes varietats de dispositius adequats. Entre els més populars - els sensors de temperatura. Anem a estudiar les seves característiques.

detector de temperatura de resistència

Els convertidors de senyals de dades tenen components que són sensibles a canvis de temperatura ambient. En el cas en què s'aixeca, la seva resistència es pot augmentar. Aquests dispositius es caracteritzen principalment per una molt alta precisió. En alguns casos, fan que sigui possible canviar la temperatura amb una precisió de 0.026 graus centígrads. Com a part d'aquests dispositius hi ha elements fets de platí - en aquest cas la relació de resistència està per sota o coure.

Aplicació de sensors resistius es caracteritza per diversos matisos. Per tant, cal tenir en compte que els indicadors més alta és el corrent d'excitació s'alimenten al sensor, augmentant la seva sensibilitat a la temperatura, però al mateix temps, la calor els elements transductors respectius. En molts casos, això provoca una disminució de la seva precisió. Per això es recomana per garantir un rendiment òptim del corrent d'excitació a les condicions específiques de mesurament. El càlcul es pot prendre, per exemple, la conductivitat tèrmica del medi en el qual el sensor s'aplica - aire o aigua. Típicament, els paràmetres recomanats per als corrents d'excitació són establertes pels fabricants dels sensors de tipus corresponent. Així poden variar considerablement depenent del metall aplicat en l'estructura del dispositiu. A més, quan l'ús de sensors en qüestió, cal tenir en compte aquests paràmetres com el valor límit del corrent de funcionament. En general, també s'identifica al fabricant.

sensors resistius - entre els tipus més comuns dels convertidors de l'economia. Això es deu en gran part als avantatges tecnològiques significatives de les moltes varietats d'ells. Per exemple, si parlem de Termistors - que es caracteritzen per una alta sensibilitat, mida compacte, baix pes. sensors de tipus corresponent es poden utilitzar per mesurar la temperatura en diferents condicions. La seva producció sovint no implica costos significatius. No obstant això, els termistors tenen inconvenients - principalment és un alt grau de no linealitat, de manera que puguin ser aplicats en la pràctica d'una forma bastant estreta gamma de temperatures.

Tipus convertidors corresponents senyals (tipus i la seva finalitat poden estar basats en diferents criteris de classificació) són àmpliament utilitzats en la vida quotidiana. Per exemple, la inclusió de distribuïts sensors de temperatura, que comprèn en la seva estructura dels components de platí i coure en la composició:

- infraestructura de calefacció - per tal de mesurar els indicadors de temperatura del refrigerant en diverses parts de l'equip, així com en una habitació calenta;

- rentadores - per tal de mesurar la temperatura de l'aigua i la seva adaptació als diferents programes de rentat;

- Ferro - de manera similar per temperatura òptima de planxar dins d'una manera particular;

- electrotiles, així com altres tipus d'equip per a la cocció d'aliments - per tal de garantir el seu funcionament després de l'activació de certs modes d'usuari.

convertidors rheostat

Un altre tipus popular de dispositius resistius - transductors de resistència. El seu principi de funcionament es basa en el mesurament de l'elèctrica resistència d'un conductor sota la influència del desplaçament d'entrada. A la pràctica, aquest transductor inclou elements que estan adaptats per al desplaçament causa de l'impacte de la magnitud a mesurar. Molt sovint, el dispositiu en qüestió s'inclogui en els divisors de tensió o s'utilitza com un component del pont de mesurament.

Si parlem de les virtuts que caracteritzen els convertidors de reostato, a continuació, s'inclouen:

- l'absència d'un efecte reactiu en els components mòbils;

- alta eficiència;

- mida petita, l'ús de la infraestructura, que opera com un, i el corrent altern constant, de manera.

Alhora, els transductors resistius del tipus corresponent no sempre és fiable i en molts casos requereixen els importants recursos de l'empresa per mantenir la funcionalitat.