Sanoatda va kundalik hayotda har xil turdagi signal konvertorlaridan foydalanish keng tarqalgan. Ushbu qurilmalar iqtisodiyotning turli sohalarida muammolarni hal qilish uchun moslashtirilgan eng keng turdagi modifikatsiyalarda taqdim etilishi mumkin. Eng keng tarqalgan signal konvertorlarining qanday turlarini kiritish mumkin? Ularning ishlash xususiyatlari qanday bo'lishi mumkin?
Signal konvertorlarining maqsadi nima?
Signal konvertorlari haqiqatan ham eng keng yechimlar doirasida taqdim etilishi mumkin boʻlgan qurilmalardir. Bu atama aslida kollektiv bo'lib, iqtisodiyotning turli segmentlarida qo'llaniladigan va butunlay boshqa mezonlarga ko'ra tasniflangan uskunalarga tegishli bo'lishi mumkin. Ko'rib chiqilayotgan qurilmalar o'zgartira oladigan signallarning asosiy turlari:
- elektr;
- ovoz;
- harorat;
- texnologik xususiyat.
Signal konvertori foydalanuvchisi oldida turgan vazifalarga qarab, mos keladigan qurilmaning tuzilishi bir nechta turli turdagi ma'lumotlarni qayta ishlovchi modullarni birlashtirishi mumkin. Shuning uchun konvertatsiya bir turdagi signal doirasida (masalan, bir chastotadan ikkinchisiga) amalga oshirilishi yoki turli toifadagi signallar o'rtasida tarjimani o'z ichiga olgan mexanizm bo'lishi mumkin. Masalan, elektrdan tovushga.
Eng keng tarqalgan qurilmalar analog signallarni raqamliga o'tkazgichni o'z ichiga oladi (va aksincha, agar u qurilmaning ichki modullarining tuzilishida nazarda tutilgan bo'lsa). Uning ishining xususiyatlarini ko'rib chiqing.
A/D Konverter
Koʻrib chiqilayotgan qurilma har qanday analog signalni (masalan, kuchlanish koʻrsatkichlari bilan ifodalangan) raqamli shaklga aylantirish uchun moʻljallangan (masalan, faylga mos keladigan signalni yozish imkonini beradi).
Ko'rib chiqilayotgan qurilmaning samaradorligining asosiy mezonlaridan biri bu chiqish ma'lumotlar sig'imidir. Uning qiymati signal-shovqin nisbatini belgilaydi.
Analog konvertor kabi qurilmaning ishlash sifatini tavsiflovchi yana bir muhim parametr - bu chiqish signalini shakllantirish tezligi. Uning optimal ishlashini ta'minlaydigan qurilmalar qatoriga parallel turdagi qurilmalar ham kiradi. Ular kerakli miqdordagi pinlar yordamida katta signal oqimlarini hosil qiladi. Qurilmaning ishlashining bu xususiyati ko'p hollarda katta o'lchamlar bilan tavsiflangan mos keladigan konvertorlarning chiqarilishini oldindan belgilaydi. Bundan tashqari, analog signal konvertorlari juda yuqori quvvat sarfiga ega bo'lishi mumkin. Biroq, samaradorlikni hisobga olgan holdaushbu qurilmalarning ishlashi, ularning qayd etilgan xususiyatlari ko'pincha kamchiliklar sifatida ko'rilmaydi.
Signallarni analogdan raqamli parallel qurilmalarga aylantirish juda tez. Tegishli turdagi qurilmalar uchun yanada yuqori tezlikni taʼminlash uchun siz bir nechta qurilmalarni ulashingiz mumkin, shunda ular signal oqimlarini oʻz navbatida qayta ishlay oladi.
Paralel echimlarga alternativa seriyali signal konvertorlari bo'lishi mumkin. Ular kamroq samaradorlikka ega, lekin energiyani tejaydi. Ulardan foydalanish past sig'imli infratuzilmada signallarning uzatilishini ta'minlash masalasi bo'lgan hollarda yoki ketma-ket qurilmalar tomonidan taqdim etilganidan yuqori konversiya tezligi talab etilmaganda shartli bo'lishi mumkin.
Serial va parallel konvertorlar funksiyalarini birlashtirgan aralash turdagi qurilmalar mavjudligini ta'kidlash mumkin. Koʻp hollarda ular xarajat va ishlash mezonlariga javob berish nuqtai nazaridan eng yaxshi yechim hisoblanadi.
Analog-raqamli konvertorlar raqamli signallarni analogga aylantiruvchi modullarni o'z ichiga olishi mumkinligini yuqorida ta'kidladik. Tegishli turdagi qurilmalarning alohida toifasi ham mavjud. Keling, ularning xususiyatlarini oʻrganamiz.
Raqamli-analogli konvertorlar
Agar foydalanuvchida, masalan, analog signal uchun televizor bo'lsa, unikimos antenna ulanganda ishlash mumkin bo'ladi. Yoki asl signallarni ushbu televizor taniy oladigan analogga aylantirish sharti bilan. Ularning manbai, o'z navbatida, raqamli antenna bo'lishi mumkin. Yoki muqobil ravishda Internet orqali qabul qilingan signal.
Shunday qilib, ko'rib chiqilayotgan qurilma raqamli kodni o'z ichiga olgan signalni oqim, kuchlanish yoki zaryadga aylantiradi va u qayta ishlash uchun analog modullarga o'tkaziladi. Ushbu transformatsiyaning o'ziga xos mexanizmlari dastlabki ma'lumotlarning turiga bog'liq. Misol uchun, agar biz tovush haqida gapiradigan bo'lsak, u holda kirishda u odatda impuls kodining modulyatsiyasida taqdim etiladi. Agar manba fayl siqilgan bo'lsa, signallarni aylantirish uchun maxsus dasturiy ta'minot kodeklaridan foydalanish mumkin. O'z navbatida, raqamli antenna odatda apparat usullari bilan ishlov berish uchun signal uzatadi.
Koʻrib chiqilayotgan konvertorlarni oʻz ichiga olgan qurilmalar turli maqsadlar uchun modullar bilan toʻldirilishi mumkin. Masalan, teleko'rsatuvni ijro etishni ta'minlashda, konvertor tomonidan ishlatiladigan modullarga qo'shimcha ravishda video signal kuchaytirgichidan foydalanish mumkin. Ko'p hollarda analog signalni raqamli signalga o'tkazishda yuqori tasvir sifatini ta'minlash uchun kerak bo'ladi. Bundan tashqari, tasvirlarni katta masofaga o‘tkazish kerak bo‘lsa, video signal kuchaytirgich ishlatiladi.
Televideniya koʻrib chiqilayotgan qurilmalarning faol qoʻllanilishining yagona sohasi emas. Tegishli konvertorlar, masalan, CD pleerlarda,Bu raqamli signalni ham analogga aylantiradi.
Ultrasonik transduserlar
Qurilmalarning keyingi keng tarqalgan toifasi ultratovush transduseridir. Shuni ta'kidlash mumkinki, u eng keng ko'lamli ilovalarga ega bo'lgan qurilmalar, shuningdek, ishlash tamoyillari bilan ifodalanishi mumkin. Ultrasonik transduserlarning keng tarqalgan navlari orasida ultratovushni ma'lum bir chastotada suvga yoki boshqa suyuqlik muhitiga o'tkazish uchun mo'ljallangan suvga cho'miladigan qurilma mavjud. Bu qurilma, masalan, turli xil narsalarni ifloslantiruvchi moddalardan tozalash uchun ishlatilishi mumkin - ultratovushli tozalash uchun ishlatiladigan vannalarning bir qismi sifatida.
Ko'rib chiqilayotgan qurilmalarni qo'llashning boshqa sohalari ham mavjud. Ultrasonik transduserdan ma'lum tuzilmalar, ulanishlar yaxlitligini nazorat qilish, ayrim ob'ektlarni shikastlanganligini tekshirish uchun foydalanish mumkin.
Chiziqli va impulsli konvertorlar
Konvertorlardan foydalanish xususiyatlarini hisobga olgan holda, ular chiziqli va impulslarga bo'lingan tasnifga e'tibor berish foydali bo'ladi. Aslida, bu mezonlar konvertorlarning ishlashi uchun ikkita eng muhim tamoyilni aks ettiradi.
Chiziqli bo'lganlar analog sxema printsipi bo'yicha ishlashi mumkin, bunda aylantirilgan signallar silliq sur'atda hosil bo'ladi. Impuls konvertori signallarni chiqishda ham, ularni ichki qayta ishlash jarayonida ham faolroq ko'rsatishni nazarda tutadi. Biroq, agar bo'lsabu operatsiya faqat signalni qayta ishlashning ichki bosqichida amalga oshiriladi, mos keladigan qurilma chiziqli konvertordan foydalanilganda deyarli bir xil ko'rsatkichlarni yaratishi mumkin. Shunday qilib, chiziqli yoki impulsli ishlov berish kontseptsiyasi faqat mos keladigan turdagi qurilmaning asosiy apparat qismlarining ishlash printsipi kontekstida ko'rib chiqilishi mumkin.
Impuls konvertorlari asosan foydalaniladigan infratuzilma yuqori quvvatli signallarni qayta ishlashi kutilgan hollarda qoʻllaniladi. Buning sababi shundaki, bunday hollarda mos keladigan qurilmalarning samaradorligi ular past quvvatli signallarni qayta ishlashga qaraganda ancha yuqori. Ushbu echimlarni tanlashda yana bir omil - ishlatiladigan infratuzilmaning bir qismi sifatida transformator yoki kondansatör qurilmalaridan foydalanish, ular bilan impuls konvertorlari optimal muvofiqlikka ega.
O'z navbatida, chiziqli konvertor - bu past quvvatli signalni qayta ishlash amalga oshiriladigan infratuzilma doirasida ishlatiladigan qurilma. Yoki konvertorning ishlashi tufayli hosil bo'ladigan shovqinni kamaytirish zarurati tug'ilsa. Shuni ta'kidlash kerakki, yuqori quvvatli infratuzilmada ko'rib chiqilayotgan echimlarning samaradorligi eng yuqori darajada emas, shuning uchun bu qurilmalar ko'pincha impuls konvertorlariga qaraganda ko'proq issiqlik chiqaradi. Bundan tashqari, ularning vazni va oʻlchamlari ham sezilarli darajada kattaroq.
Ammo, u yoki bu tarzda, amalda, impuls printsipi bo'yicha konvertorning ishlashi o'z ichiga olishi mumkinuning uzatish funktsiyasini chiziqli shaklda shakllantirish. Shuning uchun, tegishli signal konditsionerlarini infratuzilmaga kiritishdan oldin, qo'llaniladigan signalni qayta ishlash sxemasi uchun ularning ichki tuzilishini ko'rib chiqish kerak.
Oʻlchash transduserlari
Yana bir keng tarqalgan yechim kategoriyasi bu transduserlardir. Ularning xususiyatlari qanday? O'lchov o'tkazgich - bu juda ko'p navlarda taqdim etilishi mumkin bo'lgan qurilma. Bu qurilmalarni birlashtiradigan narsa ularning maʼlum miqdorlarni oʻlchash va oʻzgartirish qobiliyatidir.
Signal bir necha bosqichda qayta ishlanadigan tegishli turdagi o'lchash moslamalarining ishlash sxemasini ko'rib chiqish odatiy holdir. Birinchidan, konvertor uni qabul qiladi, keyin uni o'lchash mumkin bo'lgan qiymatga aylantiradi, keyin uni foydali energiyaga aylantiradi. Misol uchun, agar analog o'lchash oqimi o'tkazgich ishlatilsa, u holda elektr energiyasi mexanik energiyaga aylanadi.
Albatta, tegishli echimlarni qo'llashning o'ziga xos mexanizmlari juda keng doirada taqdim etilishi mumkin. Eksperimentlar va tadqiqotlar o'tkazish uchun infratuzilmaning bir qismi sifatida ilmiy maqsadlarda o'lchov transformatsiyasidan foydalanish keng tarqalgan. Ko'pgina o'lchov o'tkazgichlarini birlashtiradigan narsa ularning moslashuvi, birinchi navbatda, signalni qayta ishlash yoki o'zgartirishda normallashtirilgan xususiyatlardan foydalanish bilan ishlashdir. mumkinE'tibor bering, ushbu texnik xususiyatlar har doim ham inverterning oxirgi foydalanuvchisi uchun mo'ljallanmagan bo'lishi mumkin. Ularning faollashishi ko'p hollarda yashirin rejimda amalga oshiriladi. Tegishli signal konvertorlaridan foydalangan holda, odam chiqishda faqat turli maqsadlarda foydalanish uchun moslashtirilgan kerakli signalni oladi.
Shunday qilib, bu yechimlar, qoida tariqasida, mustaqil infratuzilma turlari sifatida foydalanilmaydi. Ular murakkabroq qurilmalarning bir qismidir - masalan, ishlab chiqarishdagi o'lchovlarni avtomatlashtirish tizimlari. O'lchov o'tkazgichlari ko'pincha ikkita asosiy guruhga bo'linadi - birlamchi va oraliq. Ikkalasining ham o'ziga xos xususiyatlarini ko'rib chiqish foydali bo'ladi.
Oʻlchov oʻtkazgichlarining tasnifi: asosiy va oraliq yechimlar
Birlamchi toifaga kiruvchi qurilmalar, qoida tariqasida, sensorlar sifatida ishlatiladi. Ya'ni, ular bir yoki boshqa o'lchangan qiymat to'g'ridan-to'g'ri ta'sir qiladigan konvertorlardir. Qolgan qurilmalar oraliq deb tasniflanadi. Ular birinchilardan so'ng darhol o'lchov infratuzilmasiga joylashtiriladi va transformatsiya bilan bog'liq ko'plab operatsiyalar uchun javobgar bo'lishi mumkin. Tegishli turdagi signal darajasining konvertori qanday aniq operatsiyalarni bajarishi mumkin? Bular odatda quyidagilar deb ataladi:
- turli miqdorlar uchun fizik ko'rsatkichlarni o'lchash;
- turli oʻlchamdagi oʻzgarishlar;
- raqamli signallarni analogga va aksincha oʻzgartirish;
- funksional oʻzgarishlar.
Shunga o'xshash narsaga e'tibor beringtasnifni shartli deb hisoblash mumkin. Bu, birinchi navbatda, bir o'lchov asbobida bir nechta asosiy transduserlarning joylashishi mumkinligi bilan bog'liq. Yuqorida muhokama qilingan tasnifni shartli deb hisoblashning yana bir sababi shundaki, har xil turdagi infratuzilmalarda o'lchovlar bir-biriga o'xshamaydigan printsiplarga muvofiq amalga oshirilishi mumkin.
Intensifikator naychalari
Iqtisodiyotning turli sohalarida mashhur boʻlgan yana bir turdagi qurilma tasvirni kuchaytiruvchi naycha hisoblanadi. U, yuqorida muhokama qilingan boshqa turdagi qurilmalar singari, dizaynning keng assortimentida taqdim etilishi mumkin. Elektron-optik konvertorlar umumiy ish printsipi bilan birlashtirilgan: u ko'rinmas ob'ektni - masalan, infraqizil, ultrabinafsha yoki, masalan, rentgen nurlari bilan yoritilgan ob'ektni ko'rinadigan spektrga aylantirishni o'z ichiga oladi.
Bu holda, mos keladigan operatsiya, qoida tariqasida, 2 bosqichda amalga oshiriladi. Birinchi bosqichda ko'rinmas nurlanish fotokatod tomonidan qabul qilinadi, undan keyin u elektron signallarga aylanadi. Ular allaqachon ikkinchi bosqichda ko'rinadigan tasvirga aylantiriladi va ekranda ko'rsatiladi. Agar u kompyuter monitori bo'lsa, signalni oldindan raqamli kodga aylantirish mumkin.
Intensifikator quvurlari an'anaviy ravishda bir necha avlodlarga tasniflangan yechimlardir. Birinchisiga tegishli qurilmalar shisha vakuumli shishani o'z ichiga oladi. U fotokatod va anodni o'z ichiga oladi. Ular orasida potentsial farq hosil bo'ladi. Ariza topshirishdaUning ichidagi optimal kuchlanish konvertori elektron oqimlarni fokuslay oladigan elektron linza hosil qiladi.
Ikkinchi avlod transduserlarida elektron tezlashtirish modullari mavjud, bu esa tasvir yorqinligini oshiradi. Uchinchi avlod qurilmalari elektron-optik konvertorning asosiy komponenti sifatida fotokatodning sezgirligini 3 barobardan ortiq oshirish imkonini beruvchi materiallardan foydalanadi.
Rezistiv transduserlarning xususiyatlari
Qurilmaning yana bir keng tarqalgan turi - bu qarshilik o'tkazgichlari. Ularning xususiyatlarini batafsil ko'rib chiqing.
Bu transduserlar u yoki bu o'lchangan miqdor ta'sirida o'zlarining elektr qarshiligini o'zgartirishga moslashtirilgan. Ular shuningdek, burchak va chiziqli harakatni to'g'rilashlari mumkin. Ko'pincha, bu konvertorlar bosim, harorat, yorug'lik darajasi va har xil turdagi nurlanishning intensivligini o'lchash uchun sensorlar bilan avtomatlashtirish tizimlariga kiritilgan. Rezistiv transduserlarning asosiy afzalliklari:
- ishonchlilik;
- oʻlchovlarning aniqligi va taʼminot kuchlanishining barqarorligi oʻrtasida bogʻliqlik yoʻq.
Tegishli qurilmalarning koʻp sonli turlari mavjud. Eng mashhurlari orasida harorat sensori mavjud. Keling, ularning xususiyatlarini oʻrganamiz.
Rezistiv harorat sensorlari
Bu signal konvertorlarida atrof-muhit harorati oʻzgarishiga sezgir boʻlgan komponentlar mavjud. Agar u ko'tarilsa, unda ularning qarshiligi oshishi mumkin. Ushbu qurilmalar birinchi navbatda juda yuqori aniqlik bilan ajralib turadi. Ba'zi hollarda ular haroratni taxminan 0,026 daraja Selsiy aniqligi bilan o'zgartirishga imkon beradi. Ushbu qurilmalarda platina elementlari mavjud - bu holda qarshilik koeffitsienti pastroq yoki mis bo'ladi.
Rezistiv sensorlardan foydalanish bir qator nuanslar bilan tavsiflanadi. Shunday qilib, sensorga beriladigan qo'zg'alish oqimining yuqori qiymatlari uning harorat sezgirligini oshirishini hisobga olish kerak, lekin shu bilan birga mos keladigan konvertorning elementlarini isitadi. Bu ko'p hollarda uning aniqligining pasayishiga olib keladi. Shuning uchun, aniq o'lchash shartlarini hisobga olgan holda, qo'zg'alish oqimining optimal ishlashini ta'minlash tavsiya etiladi. Hisoblash, masalan, sensori ishlatiladigan muhitning issiqlik o'tkazuvchanligini olishi mumkin - havo yoki suv. Qoida tariqasida, qo'zg'alish oqimlari uchun tavsiya etilgan ko'rsatkichlar tegishli turdagi sensorlar ishlab chiqaruvchilari tomonidan o'rnatiladi. Biroq, ular qurilmalarni loyihalashda ishlatiladigan metallarga qarab sezilarli darajada farq qilishi mumkin. Bunga qo'shimcha ravishda, ko'rib chiqilayotgan sensorlardan foydalanilganda, ish oqimi uchun cheklov qiymati kabi ko'rsatkichni hisobga olish kerak. Odatda u ishlab chiqaruvchi tomonidan ham belgilanadi.
Rezistiv datchiklar uy sharoitida eng keng tarqalgan transduser turlaridan biridir. Bu, asosan, ularning ko'plab navlarining muhim texnologik afzalliklari bilan bog'liq. Masalan, agartermistorlar haqida gapiring - ular yuqori sezuvchanlik, ixchamlik, past og'irlik bilan ajralib turadi. Har xil sharoitlarda havo haroratini o'lchash uchun tegishli turdagi sensorlardan foydalanish mumkin. Ularni ishlab chiqarish ko'pincha katta xarajatlarni talab qilmaydi. To'g'ri, termistorlarning kamchiliklari ham bor - birinchi navbatda, bu yuqori chiziqli bo'lmaganlik, buning natijasida ular amalda juda tor harorat oralig'ida qo'llanilishi mumkin.
Tegishli turdagi signal konvertorlari (ularning turlari va maqsadi turli tasniflash mezonlari asosida aniqlanishi mumkin) kundalik hayotda keng qo'llaniladi. Masalan, platina va mis elementlarni o'z ichiga olgan harorat sensorlarini ularning tarkibiga kiritish odatiy holdir:
- isitish infratuzilmasi - uskunaning ma'lum qismlarida, shuningdek isitiladigan xonada sovutish suvi haroratini o'lchash uchun;
- kir yuvish mashinalari - suv haroratini o'lchash va uni turli yuvish dasturlariga moslashtirish uchun;
- dazmollar - xuddi shunday ish rejimida optimal dazmollash haroratini ta'minlash uchun;
- elektr pechkalar, shuningdek, pishirish uchun boshqa turdagi uskunalar - shuningdek, foydalanuvchining ma'lum rejimlari yoqilganda ularning ishlashini ta'minlash uchun.
Reostat konvertorlari
Rezistiv qurilmalarning yana bir mashhur turi reostat konvertorlaridir. Ularning ishlash printsipi elektr qarshiligini o'lchashga asoslangankirish joyi siljishi ta'sirida bir yoki boshqa o'tkazgichning. Amalda, bu transduser o'lchangan qiymatning ta'siri tufayli harakatga moslashtirilgan elementlarni o'z ichiga oladi. Ko'pincha, ko'rib chiqilayotgan qurilmalar kuchlanish bo'luvchilarga kiritilgan yoki o'lchash ko'priklarining ajralmas elementi sifatida ishlatiladi.
Agar reostat konvertorlarini tavsiflovchi afzalliklar haqida gapiradigan bo'lsak, ular quyidagilardan iborat:
- harakatlanuvchi komponentlarga reaktiv ta'sir ko'rsatmaydi;
- yuqori samaradorlik;
- kichik oʻlchamlar, toʻgʻridan-toʻgʻri va oʻzgaruvchan tokda ishlaydigan infratuzilmada foydalanish imkoniyati.
Shu bilan birga, mos turdagi rezistiv konvertorlar har doim ham ishonchli emas va koʻp hollarda funksionallikni saqlash uchun korxonadan katta resurslarni talab qiladi.
