Sa industriya at sa pang-araw-araw na buhay, karaniwan ang paggamit ng iba't ibang uri ng mga signal converter. Ang mga device na ito ay maaaring ipakita sa pinakamalawak na hanay ng mga pagbabago na inangkop upang malutas ang mga problema sa iba't ibang lugar ng ekonomiya. Anong mga uri ng signal converter ang maaaring maiugnay sa pinakakaraniwan? Ano kaya ang mga feature ng kanilang operasyon?
Ano ang layunin ng mga signal converter?
Ang Signal converter ay mga device na talagang maipapakita sa pinakamalawak na hanay ng mga solusyon. Ang terminong ito ay talagang isang kolektibo at maaaring tumukoy sa mga kagamitang ginagamit sa iba't ibang bahagi ng ekonomiya at inuri ayon sa ganap na magkakaibang pamantayan. Ang mga pangunahing uri ng signal na maaaring i-convert ng mga device na pinag-uusapan ay:
- elektrikal;
- tunog;
- temperatura;
- likas na teknolohikal.
Depende sa mga gawaing kinakaharap ng user ng signal converter, maaaring pagsamahin ng istruktura ng kaukulang device ang mga module na nagpoproseso ng ilang iba't ibang uri ng data. Ang conversion, samakatuwid, ay maaaring isagawa sa loob ng balangkas ng isang uri ng signal (halimbawa, mula sa isang frequency patungo sa isa pa) o maging isang mekanismo na nagsasangkot ng pagsasalin sa pagitan ng iba't ibang kategorya ng mga signal. Halimbawa, electric to sound.
Kabilang sa mga pinakakaraniwang device ang isang converter ng mga analog signal sa digital (at vice versa, kung ito ay ibinigay ng istraktura ng mga panloob na module ng device). Isaalang-alang ang mga tampok ng kanyang trabaho.
A/D Converter
Ang pinag-uusapang device ay idinisenyo upang i-convert ang anumang analog signal - halimbawa, kinakatawan ng mga indicator ng boltahe, sa digital form (nagbibigay-daan, halimbawa, na isulat ang kaukulang signal sa isang file).
Ang isa sa mga pangunahing pamantayan para sa kahusayan ng device na isinasaalang-alang ay ang kapasidad ng data ng output. Tinutukoy ng value nito ang ratio ng signal-to-noise.
Ang isa pang makabuluhang parameter na nagpapakilala sa kalidad ng pagpapatakbo ng naturang device bilang analog converter ay ang bilis ng pagbuo ng signal ng output. Kabilang sa mga device na nagbibigay ng pinakamainam na pagganap nito ay ang mga parallel type. Bumubuo sila ng malalaking daloy ng signal gamit ang kinakailangang bilang ng mga pin. Ang tampok na ito ng paggana ng aparato sa maraming mga kaso ay paunang tinutukoy ang pagpapalabas ng mga kaukulang converter, na nailalarawan sa pamamagitan ng malalaking sukat. Bilang karagdagan, ang mga analog signal converter ay maaaring magkaroon ng medyo mataas na antas ng paggamit ng kuryente. Gayunpaman, dahil sa pagiging epektibopagpapatakbo ng mga device na ito, ang kanilang mga nabanggit na feature ay kadalasang hindi itinuturing na mga pagkukulang.
Ang pag-convert ng mga signal mula sa analog patungo sa mga digital na parallel na device ay napakabilis. Para makapagbigay ng mas mataas na bilis para sa kaukulang uri ng mga device, maaari mong ikonekta ang ilang device, para makapagproseso sila ng mga signal stream nang sunod-sunod.
Ang isang alternatibo sa mga parallel na solusyon ay maaaring mga serial-type na signal converter. Sila ay may posibilidad na hindi gaanong produktibo ngunit mas mahusay sa enerhiya. Ang paggamit ng mga ito ay maaaring makondisyon sa mga kaso kung saan may tanong tungkol sa pagtiyak sa paghahatid ng mga signal sa loob ng mababang kapasidad na imprastraktura, o kung sakaling hindi kinakailangan ang mas mataas na rate ng conversion kaysa sa ibinigay ng mga serial device.
Maaaring tandaan na may mga mixed-type na device na pinagsasama ang mga function ng serial at parallel converter. Sa maraming pagkakataon, sila ang pinakamahusay na solusyon sa mga tuntunin ng pagtugon sa mga pamantayan sa gastos at pagganap.
Nabanggit namin sa itaas na ang mga analog-to-digital converter ay maaaring magsama ng mga module na nagko-convert ng mga digital signal sa mga analog. Mayroon ding hiwalay na kategorya ng mga device ng kaukulang uri. Pag-aralan natin ang mga feature nila.
Digital-to-analog converter
Kung ang gumagamit ay may, halimbawa, isang TV para sa isang analog signal, kung gayon sa kanyamagiging posible ang operasyon kapag nakakonekta ang isang angkop na antenna. O napapailalim sa pagbabago ng mga orihinal na signal sa analog, na makikilala ng TV na ito. Ang kanilang pinagmulan ay maaaring, sa turn, ay isang digital antenna. O, bilang alternatibo, isang signal na natanggap sa pamamagitan ng Internet.
Ang pinag-uusapang device, samakatuwid, ay nagko-convert ng signal na naglalaman ng digital code sa kasalukuyang, boltahe o charge, na inililipat sa mga analog module para sa pagproseso. Ang mga partikular na mekanismo ng pagbabagong ito ay nakasalalay sa uri ng paunang data. Halimbawa, kung pinag-uusapan natin ang tungkol sa tunog, kung gayon sa input ito ay karaniwang ipinakita sa modulasyon ng pulse code. Kung naka-compress ang source file, maaaring gamitin ang mga espesyal na software codec para i-convert ang mga signal. Sa turn, ang digital antenna ay karaniwang nagpapadala ng signal para sa pagproseso sa pamamagitan ng mga pamamaraan ng hardware.
Ang mga device na kinabibilangan ng mga converter na pinag-uusapan ay maaaring dagdagan ng mga module para sa iba't ibang layunin. Halimbawa, kapag nagbibigay ng playback ng isang broadcast sa telebisyon, maaaring gumamit ng video signal amplifier bilang karagdagan sa mga module na ginagamit ng converter. Sa maraming mga kaso, ito ay kinakailangan upang matiyak ang mataas na kalidad ng larawan kapag nagko-convert ng analog signal sa digital. Gayundin, ginagamit ang video signal amplifier kung kailangan mong maglipat ng mga larawan sa malayong distansya.
Ang telebisyon ay hindi lamang ang lugar ng aktibong aplikasyon ng mga device na pinag-uusapan. Ang mga kaukulang converter ay kasama, halimbawa, sa mga CD player,na nagko-convert din ng digital signal sa analog.
Ultrasonic transducers
Ang susunod na karaniwang kategorya ng mga device ay ang ultrasonic transducer. Mapapansin na maaari itong katawanin ng mga device na may pinakamalawak na hanay ng mga application, pati na rin ang mga prinsipyo ng pagpapatakbo. Kabilang sa mga karaniwang uri ng ultrasonic transducers ay isang submersible unit, na idinisenyo upang magpadala ng ultrasound sa isang tiyak na dalas sa tubig o iba pang likidong daluyan. Maaaring gamitin ang device na ito, halimbawa, upang linisin ang iba't ibang bagay mula sa mga contaminant - bilang bahagi ng mga paliguan na ginagamit para sa ultrasonic cleaning.
Mayroong iba pang mga bahagi ng paggamit ng mga isinasaalang-alang na device. Maaaring gumamit ng ultrasonic transducer para kontrolin ang integridad ng ilang partikular na istruktura, koneksyon, upang suriin ang ilang partikular na bagay kung may sira.
Linear at pulse converter
Isinasaalang-alang ang mga tampok ng paggamit ng mga converter, magiging kapaki-pakinabang na bigyang-pansin ang pag-uuri ayon sa kung saan sila ay nahahati sa linear at pulse. Sa katunayan, ang mga pamantayang ito ay sumasalamin sa dalawang pinakamahalagang prinsipyo para sa pagpapatakbo ng mga converter.
Ang mga linear ay maaaring gumana sa prinsipyo ng analog circuitry, kung saan ang mga na-convert na signal ay nabuo sa isang maayos na bilis. Ipinapalagay ng pulse converter ang isang mas aktibong representasyon ng mga signal pareho sa output at sa panahon ng kanilang panloob na pagproseso. Gayunpaman, kung sakalingang operasyong ito ay isinasagawa lamang sa panloob na yugto ng pagpoproseso ng signal, ang kaukulang aparato ay maaaring makabuo ng halos parehong mga tagapagpahiwatig tulad ng sa kaso kapag ang isang linear converter ay ginagamit. Kaya, ang konsepto ng linear o pagpoproseso ng pulso ay maaari lamang isaalang-alang sa konteksto ng prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga pangunahing bahagi ng hardware ng isang device na may katumbas na uri.
Ang Pulse converter ay pangunahing ginagamit sa mga kaso kung saan ang ginamit na imprastraktura ay inaasahang magpoproseso ng mga high power na signal. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang kahusayan ng kaukulang mga aparato sa mga naturang kaso ay mas mataas kaysa sa kapag sila ay ginagamit upang iproseso ang mga signal ng mas mababang kapangyarihan. Ang isa pang salik sa pagpili ng mga solusyong ito ay ang paggamit ng mga transformer o capacitor device bilang bahagi ng imprastraktura na ginamit, kung saan ang mga pulse converter ay may pinakamainam na compatibility.
Sa turn, ang linear converter ay isang device na ginagamit sa loob ng balangkas ng isang imprastraktura kung saan isinasagawa ang low-power signal processing. O kung may pangangailangan na bawasan ang ingay na nabuo dahil sa pagpapatakbo ng converter. Kapansin-pansin na ang kahusayan ng mga solusyon na isinasaalang-alang sa isang mataas na kapangyarihan na imprastraktura ay hindi ang pinaka-natitirang, samakatuwid, ang mga aparatong ito ay kadalasang naglalabas ng mas malaking halaga ng init kaysa sa mga pulse converter. Bilang karagdagan, ang kanilang timbang at sukat ay mas malaki rin.
Ngunit, sa isang paraan o iba pa, sa pagsasagawa, ang pagpapatakbo ng converter ayon sa prinsipyo ng pulso ay maaaring kasangkotang pagbuo ng transfer function nito sa isang linear na anyo. Samakatuwid, bago ipatupad ang mga naaangkop na conditioner ng signal sa imprastraktura, dapat isaalang-alang ang panloob na istraktura nito para sa inilapat na scheme ng pagpoproseso ng signal.
Pagsusukat ng mga transduser
Ang isa pang karaniwang kategorya ng mga solusyon ay mga transduser. Ano ang kanilang mga tampok? Ang isang pagsukat ng transduser ay isang aparato na maaari ding ipakita sa isang malaking bilang ng mga varieties. Ang pinag-iisa ang mga device na ito ay ang kanilang kakayahan na parehong sukatin at baguhin ang ilang partikular na dami.
Karaniwang isaalang-alang ang scheme ng pagpapatakbo ng mga aparatong pagsukat ng kaukulang uri, kung saan pinoproseso ang signal sa ilang yugto. Una, natatanggap ito ng converter, pagkatapos ay binabago ito sa isang halaga na maaaring masukat, pagkatapos ay binabago ito sa ilang kapaki-pakinabang na enerhiya. Halimbawa, kung ang isang analog na pagsukat ng kasalukuyang transducer ay ginagamit, pagkatapos ay ang elektrikal na enerhiya ay magiging mekanikal na enerhiya.
Siyempre, ang mga partikular na mekanismo para sa paggamit ng mga naaangkop na solusyon ay maaaring iharap sa napakalawak na hanay. Ang paggamit ng mga pagbabago sa pagsukat para sa mga layuning pang-agham bilang bahagi ng imprastraktura para sa pagsasagawa ng mga eksperimento at pananaliksik ay laganap. Ang pinag-iisa ang karamihan sa mga transduser sa pagsukat ay ang kanilang kakayahang umangkop, una sa lahat, upang gumana sa paggamit ng mga normalized na katangian kapag nagpoproseso o nagbabago ng isang signal. PwedeTandaan na ang mga pagtutukoy na ito ay maaaring hindi palaging inilaan para sa end user ng inverter. Ang kanilang pag-activate sa maraming mga kaso ay isinasagawa sa isang nakatagong mode. Ang isang tao, na gumagamit ng mga naaangkop na signal converter, ay tumatanggap lamang ng kinakailangang signal, na inangkop para sa paggamit sa iba't ibang layunin, sa output.
Kaya, ang mga solusyong ito, bilang panuntunan, ay hindi ginagamit bilang mga independiyenteng uri ng imprastraktura. Bahagi sila ng mas kumplikadong mga device - halimbawa, mga sistema ng automation ng pagsukat sa produksyon. Ang mga transducer ng pagsukat ay kadalasang inuuri sa 2 pangunahing grupo - pangunahin at intermediate. Magiging kapaki-pakinabang na isaalang-alang ang mga detalye ng pareho.
Pag-uuri ng mga transduser sa pagsukat: pangunahin at mga intermediate na solusyon
Ang mga device na kabilang sa kategorya ng pangunahin, bilang panuntunan, ay ginagamit bilang mga sensor. Ibig sabihin, sila ay mga converter kung saan direktang kumikilos ang isa o isa pang nasusukat na halaga. Ang natitirang mga aparato ay inuri bilang intermediate. Ang mga ito ay inilalagay sa imprastraktura ng pagsukat kaagad pagkatapos ng mga nauna at maaaring maging responsable para sa isang malaking bilang ng mga operasyon na nauugnay sa pagbabago. Anong mga partikular na operasyon ang maaaring gawin ng isang signal level converter ng kaukulang uri? Ang mga ito ay karaniwang tinutukoy bilang:
- pagsukat ng mga pisikal na tagapagpahiwatig para sa iba't ibang dami;
- iba't ibang pagbabagong sukat;
- pagbabago ng mga digital na signal sa analog at vice versa;
- functional transformations.
Tandaan na may katuladang pag-uuri ay maaaring ituring na may kondisyon. Pangunahing ito ay dahil sa ang katunayan na ang ilang mga pangunahing transduser ay matatagpuan sa parehong instrumento sa pagsukat. Ang isa pang dahilan upang isaalang-alang ang pag-uuri na tinalakay sa itaas na may kondisyon ay na sa iba't ibang uri ng imprastraktura, maaaring isagawa ang mga pagsukat ayon sa magkakaibang mga prinsipyo.
Intensifier tubes
Ang isa pang uri ng device na sikat sa iba't ibang sektor ng ekonomiya ay isang image intensifier tube. Ito, tulad ng iba pang mga uri ng mga device na tinalakay sa itaas, ay maaaring iharap sa isang malawak na hanay ng mga disenyo. Ang mga electron-optical converter ay pinag-isa ng isang karaniwang prinsipyo ng pagpapatakbo: kinapapalooban nito ang pag-convert ng isang hindi nakikitang bagay - halimbawa, iluminado ng infrared, ultraviolet o, halimbawa, mga x-ray, sa nakikitang spectrum.
Sa kasong ito, ang kaukulang operasyon, bilang panuntunan, ay isinasagawa sa 2 yugto. Sa unang yugto, ang hindi nakikitang radiation ay natanggap ng isang photocathode, pagkatapos nito ay binago sa mga elektronikong signal. Na nasa ikalawang yugto na na-convert sa isang nakikitang imahe at ipinapakita sa screen. Kung ito ay isang computer monitor, ang signal ay maaaring paunang i-convert sa isang digital code.
Ang Intensifier tubes ay mga solusyon na tradisyonal na inuri sa ilang henerasyon. Kasama sa mga device na nauugnay sa una ang isang glass vacuum flask. Naglalaman ito ng isang photocathode at isang anode. Ang isang potensyal na pagkakaiba ay nabuo sa pagitan nila. Kapag nag-a-apply para saAng pinakamainam na boltahe converter sa loob nito ay bumubuo ng isang electronic lens na may kakayahang tumutok sa mga daloy ng electron.
Ang mga transduser ng ikalawang henerasyon ay may mga electron acceleration module, na nagreresulta sa pinahusay na liwanag ng larawan. Gumagamit ang mga third generation device ng mga materyales na nagbibigay-daan sa pagtaas ng sensitivity ng photocathode bilang mahalagang bahagi ng electron-optical converter nang higit sa 3 beses.
Mga tampok ng resistive transducers
Ang isa pang karaniwang uri ng device ay resistive transducers. Isaalang-alang ang kanilang mga feature nang mas detalyado.
Ang mga transduser na ito ay iniangkop upang baguhin ang kanilang sariling electrical resistance sa ilalim ng impluwensya ng isa o iba pang nasusukat na dami. Maaari rin nilang itama ang angular at linear na paggalaw. Kadalasan, ang mga converter na ito ay kasama sa mga sistema ng automation na may mga sensor para sa presyon, temperatura, antas ng pag-iilaw, at pagsukat ng intensity ng iba't ibang uri ng radiation. Mga pangunahing bentahe ng resistive transducers:
- pagiging maaasahan;
- walang kaugnayan sa pagitan ng katumpakan ng mga sukat at katatagan ng boltahe ng supply.
Maraming uri ng mga kaugnay na device. Kabilang sa mga pinakasikat ay ang mga sensor ng temperatura. Pag-aralan natin ang mga feature nila.
Mga panlaban sa temperatura sensor
Ang mga signal converter na ito ay may mga bahagi na sensitibo sa mga pagbabago sa temperatura ng kapaligiran. Kung ito ay tumaas, kung gayon ang kanilang pagtutol ay maaaring tumaas. Ang mga device na ito ay pangunahing nailalarawan sa pamamagitan ng napakataas na katumpakan. Sa ilang mga kaso, ginagawa nilang posible na baguhin ang temperatura na may katumpakan na humigit-kumulang 0.026 degrees Celsius. Ang mga device na ito ay naglalaman ng mga elementong gawa sa platinum - sa kasong ito, ang resistance coefficient ay magiging mas mababa, o tanso.
Ang paggamit ng mga resistive sensor ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang bilang ng mga nuances. Kaya, dapat itong isaalang-alang na ang mas mataas na mga halaga ng kasalukuyang paggulo na ibinibigay sa sensor ay nagdaragdag ng sensitivity ng temperatura nito, ngunit, sa parehong oras, pinainit ang mga elemento ng kaukulang converter. Ito sa maraming kaso ay nagdudulot ng pagbaba sa katumpakan nito. Samakatuwid, inirerekumenda na tiyakin ang pinakamainam na pagganap ng kasalukuyang paggulo, na isinasaalang-alang ang mga partikular na kondisyon ng pagsukat. Ang pagkalkula ay maaaring tumagal, halimbawa, ang thermal conductivity ng medium kung saan ginagamit ang sensor - hangin o tubig. Bilang isang patakaran, ang mga inirekumendang tagapagpahiwatig para sa mga alon ng paggulo ay itinakda ng mga tagagawa ng mga sensor ng kaukulang uri. Gayunpaman, maaari silang mag-iba nang malaki depende sa mga metal na ginamit sa disenyo ng mga device. Bilang karagdagan, kapag ginagamit ang mga sensor na pinag-uusapan, kinakailangang isaalang-alang ang naturang tagapagpahiwatig bilang ang limitasyon ng halaga para sa kasalukuyang operating. Karaniwan din itong tinutukoy ng tagagawa.
Ang mga resistive sensor ay kabilang sa mga pinakakaraniwang uri ng transducers sa sambahayan. Ito ay higit sa lahat dahil sa mga makabuluhang teknolohikal na bentahe ng marami sa kanilang mga varieties. Halimbawa, kungpag-usapan ang tungkol sa mga thermistor - ang mga ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na sensitivity, compactness, mababang timbang. Ang naaangkop na uri ng mga sensor ay maaaring gamitin upang sukatin ang temperatura ng hangin sa iba't ibang mga kondisyon. Ang kanilang produksyon ay kadalasang hindi nagsasangkot ng makabuluhang gastos. Totoo, may mga disadvantage din ang mga thermistor - una sa lahat, ito ay isang mataas na antas ng nonlinearity, bilang resulta kung saan magagamit ang mga ito sa pagsasanay sa medyo makitid na hanay ng temperatura.
Ang kaukulang uri ng mga signal converter (ang kanilang mga uri at layunin ay maaaring matukoy batay sa iba't ibang pamantayan sa pag-uuri) ay malawakang ginagamit sa pang-araw-araw na buhay. Halimbawa, karaniwang isama ang mga sensor ng temperatura na naglalaman ng mga elemento ng platinum at tanso sa kanilang komposisyon:
- heating infrastructure - upang masukat ang temperatura ng coolant sa ilang partikular na bahagi ng equipment, pati na rin sa heated room;
- mga washing machine - upang masukat ang temperatura ng tubig at i-adjust ito sa iba't ibang washing program;
- mga plantsa - katulad din upang matiyak ang pinakamainam na temperatura ng pamamalantsa sa loob ng isang partikular na mode ng operasyon;
- mga electric stoves, pati na rin ang iba pang mga uri ng kagamitan para sa pagluluto - upang matiyak din ang paggana ng mga ito kapag naka-activate ang ilang user mode.
Mga Rheostat converter
Ang isa pang sikat na uri ng resistive device ay mga rheostat converter. Ang kanilang prinsipyo ng operasyon ay batay sa pagsukat ng electrical resistanceng isa o ibang konduktor sa ilalim ng impluwensya ng pag-aalis ng input. Sa pagsasagawa, ang transducer na ito ay may kasamang mga elemento na inangkop para gumalaw dahil sa impluwensya ng sinusukat na halaga. Kadalasan, ang mga device na pinag-uusapan ay kasama sa mga divider ng boltahe o ginagamit bilang mahalagang elemento ng mga panukat na tulay.
Kung pag-uusapan natin ang tungkol sa mga pakinabang na nagpapakita ng mga rheostat converter, kabilang dito ang:
- walang reaktibong epekto sa mga gumagalaw na bahagi;
- mataas na kahusayan;
- maliliit na dimensyon, ang kakayahang magamit sa imprastraktura na gumagana sa parehong direkta at alternating current.
Kasabay nito, ang mga resistive converter ng kaukulang uri ay hindi palaging maaasahan at sa maraming pagkakataon ay nangangailangan ng makabuluhang mapagkukunan mula sa enterprise upang mapanatili ang functionality.
