Виды сигналов бывают: Виды сигналов. | Слесарь КИПиА

Содержание

Виды сигналов. | Слесарь КИПиА

При автоматизации любых производств, используются различные датчики и исполнительные устройства, которые, так или иначе, связаны с контроллерами или модулями. Контроллеры получают данные от датчиков и, в зависимости от их параметров, управляют исполнительными устройствами. Так вот, если бы каждый датчик или устройство, подсоединяемое к контроллеру, имело бы свой интерфейс, то под каждый датчик разного производителя приходилось бы устанавливать отдельный модуль, с конкретными параметрами под конкретный датчик.

Поэтому, в промышленной автоматике сигналы принято унифицировать. Это упрощает разработку систем автоматизации, обслуживания, модернизации и устранения неисправностей. То есть, если один прибор выходит из строя, то его можно заменить другим прибором такого же типа( датчик давления на датчик давления) разных производителей, но с одинаковым выходным сигналом.

На производстве, котором я работаю, используются 4 вида сигналов:

1. Аналоговый.

Самый распространенный тип сигнала на нашем производстве. Бывает разных видов. У нас используется аналоговый токовый сигнал 4-20 мА. Еще его называют «токовая петля». Такой сигнал предает изменения параметров в режиме реального времени. С помощью такого сигнала можно регулировать параметры того или иного технологического процесса. Обычно приборы с выходом 4-20 мА работают в связке. Например датчик давления и электропривод задвижки, если давление в системе падает(изменяется токовый сигнал), то электропривод задвижки автоматически начинает плавно открываться( у него тоже изменяется токовый выход в зависимости от изменения сигнала датчика давления), тем самым регулируя давление в системе автоматически, без участия оператора.

2. Дискретный.

Это простой сигнал, он либо есть либо его нет. То есть, этот сигнал не передает изменение параметров в режиме реального времени. Сигнал предается только при достижении определенного параметра. Например уровнемер с дискретным выходом будет передавать показания оператору лишь в двух случаях, когда емкость пустая или когда полная. Датчики с таким выходом применятся в основном там, где не нужна плавная регулировка.

3. Цифровой.

Цифровой сигнал — это сигал передачи данных цифровым кодом, как по проводам, так и по радиоканалу. На нашем производстве используют несколько преобразователей давления и температуры, которые работают по каналу Wi-Fi, работают в автономном режиме (питание от кроны). Сигнал принимается модулем сбора информации, преобразуется в числовое значение и выводится оператору на пульт управления.

4. Импульсный.

Электрический сигнал, который используется, в основном, на расходомерах и электронных счетчиках(например электроэнергии). То есть на каждое изменение показания счетчика, происходит колебание тока или напряжения в цепи( импульс). Этот импульс передается на преобразователь, после чего мы получаем числовое значение показания.

Спасибо за внимание!

Если вам понравилась статья, подписывайтесь и ставьте лайк!

токовые сигналы и сигналы напряжения

Выберите продукцию из спискаНормирующие преобразователи измерительные …НПСИ-ТП нормирующий преобразователь сигналов термопар и напряжения …НПСИ-237-ТП нормирующий преобразователь сигналов термопар и напряжения, IP65 …НПСИ-ТС нормирующий преобразователь сигналов термосопротивлений …НПСИ-237-ТС нормирующий преобразователь сигналов термосопротивлений, IP65 …НПСИ-150-ТП1 нормирующий преобразователь сигналов термопар и напряжения …НПСИ-150-ТС1 нормирующий преобразователь сигналов термометров сопротивления …НПСИ-110-ТП1 нормирующий преобразователь сигналов термопар и напряжения …НПСИ-110-ТС1 нормирующий преобразователь сигналов термометров сопротивления …НПСИ-250/500-УВ1 преобразователь сигналов термопар, термосопротивлений и потенциометров…НПСИ-250/500-УВ1.2 преобразователь сигналов термопар, термосопротивлений и потенциометров, разветвитель «1 в 2» .

..НПСИ-230-ПМ10 нормирующий преобразователь сигналов потенциометров …НПСИ-200-ГРТП модули гальванической развязки токовой петли…НПСИ-200-ГР1/ГР2 модули гальванической развязки токового сигнала (4…20) мА…НПСИ-200-ГР1.2 модуль разветвления 1 в 2 и гальванической развязки сигнала (4…20) мА…НПСИ-ДНТВ нормирующий преобразователь действующих значений напряжения и тока…НПСИ-ДНТН нормирующий преобразователь действующих значений напряжения и тока …НПСИ-200-ДН/ДТ нормирующие преобразователи действующих значений напряжения и тока…НПСИ-МС1 преобразователь мощности, напряжения, тока, коэффициента мощности…НПСИ-500-МС3 измерительный преобразователь параметров трёхфазной сети с RS-485 и USB …НПСИ-500-МС1 измерительный преобразователь параметров однофазной сети с RS-485 и USB …НПСИ-УНТ нормирующий измерительный преобразователь унифицированных сигналов с сигнализацией…НПСИ-237-УНТ нормирующий измерительный преобразователь унифицированных сигналов с сигнализацией, IP65 …НПСИ-ЧВ/ЧС нормирующие преобразователи частоты, периода, длительности сигналов, частоты сети.
..ПНТ-х-х нормирующий преобразователь сигналов термопар…ПСТ-х-х нормирующий преобразователь сигналов термосопротивлений…ПНТ-a-Pro нормирующий преобразователь сигналов термопар программируемый…ПCТ-a-Pro нормирующий преобразователь сигналов термосопротивлений программируемый…ПНТ-b-Pro нормирующий преобразователь сигналов термопар программируемый…ПCТ-b-Pro нормирующий преобразователь сигналов термосопротивлений программируемыйБарьеры искрозащиты (барьеры искробезопасности)…КА5003Ех барьеры искрозащиты, разветвители 1 в 2 сигналов термопар, термометров сопротивления и потенциометров, 1-канальные, USB, RS-485…КА5004Ех барьеры искрозащиты, сигналы термопар, термометров сопротивления и потенциометров, сигнализация, USB, RS-485…КА5011Ех барьеры искрозащиты (барьеры искробезопасности), приёмники аналогового сигнала (4…20) мА, 1-канальные, HART …КА5022Ех барьеры искрозащиты (барьеры искробезопасности), приёмники аналогового сигнала (4…20) мА, 2-канальные…КА5013Ех барьеры искрозащиты (барьеры искробезопасности), приемники-разветвители 1 в 2 аналогового сигнала (4…20) мА, 1-канальные, HART, шина питания .
..КА5031Ех барьеры искрозащиты (барьеры искробезопасности), приёмники аналогового сигнала (4…20) мА, 1-канальные, HART …КА5032Ех барьеры искрозащиты (барьеры искробезопасности), приёмники аналогового сигнала (4…20) мА, 2-канальные, HART …КА5131Ех барьеры искрозащиты (барьеры искробезопасности), передатчики аналогового сигнала (4…20) мА, 1-канальные, HART …КА5132Ех барьеры искрозащиты (барьеры искробезопасности), передатчики аналогового сигнала (4…20) мА, 2-канальные…КА5241Ех барьеры искрозащиты (барьеры искробезопасности), приёмники дискретных сигналов, 1-канальные…КА5242Ех барьеры искрозащиты (барьеры искробезопасности), приёмники дискретных сигналов, 2-канальные…КА5262Ех барьеры искрозащиты (барьеры искробезопасности), приёмники дискретных сигналов, 2-канальные…КА5232Ех барьеры искрозащиты (барьеры искробезопасности), приёмники дискретных сигналов, 2-канальные…КА5234Ех барьеры искрозащиты (барьеры искробезопасности), приёмники дискретных сигналов, 4-канальныеКонтроллеры, модули ввода-вывода.
..MDS AIO-1 Модули комбинированные ввода-вывода аналоговых и дискретных сигналов…MDS AIO-1/F1 Модули комбинированные функциональные ввода-вывода аналоговых и дискретных сигналов…MDS AIO-4 Модули комбинированные ввода-вывода аналоговых и дискретных сигналов…MDS AIO-4/F1 Модули комбинированные ввода-вывода аналоговых и дискретных сигналов, 4 ПИД регулятора…MDS AI-8UI Модули ввода аналоговых сигналов тока и напряжения…MDS AI-8TC Модули ввода сигналов термопар, тока и напряжения…MDS AI-8TC/I Модули ввода сигналов термопар, тока и напряжения с индивидуальной изоляцией между входами…MDS AI-3RTD Модули ввода сигналов термосопротивлений и потенциометров…MDS AO-2UI Модули вывода сигналов тока и напряжения…MDS DIO-16BD Модули ввода-вывода дискретных сигналов…MDS DIO-4/4 Модули ввода-вывода дискретных сигналов …MDS DIO-12h4/4RA Модули ввода-вывода дискретных сигналов высоковольтные…MDS DIO-8H/4RA Модули ввода-вывода дискретных сигналов высоковольтные…MDS DI-8H Модули ввода дискретных сигналов высоковольтные.
..MDS DO-8RС Модули вывода дискретных сигналов …MDS DO-16RA4 Модули вывода дискретных сигналов …MDS IC-USB/485 преобразователь интерфейсов USB и RS-485…MDS IC-232/485 преобразователь интерфейсов RS-232 и RS-485…I-7561 конвертер USB в RS-232/422/485…I-7510 повторитель интерфейса RS-485/RS-485…I-7520 преобразователь интерфейса RS-485/RS-232Измерители-регуляторы технологические…МЕТАКОН-6305 многофункциональный ПИД-регулятор с таймером выдержки…МЕТАКОН-4525 многоканальный ПИД-регулятор…МЕТАКОН-1005 измеритель технологических параметров, щитовой монтаж, RS-485…МЕТАКОН-1015 измеритель, нормирующий преобразователь, щитовой монтаж, RS-485…МЕТАКОН-1105 измеритель, позиционный регулятор, щитовой монтаж, RS-485…МЕТАКОН-1205 измеритель-регулятор, нормирующий преобразователь, контроллер, щитовой монтаж, RS-485…МЕТАКОН-1725 двухканальный измеритель-регулятор, нормирующий преобразователь, щитовой монтаж, RS-485…МЕТАКОН-1745 четырехканальный измеритель-регулятор, нормирующий преобразователь, щитовой монтаж, RS-485.
..МЕТАКОН-512/522/532/562 многоканальные измерители-регуляторы…Т-424 универсальный ПИД-регулятор…МЕТАКОН-515 быстродействующий универсальный ПИД-регулятор…МЕТАКОН-513/523/533 ПИД-регуляторы…МЕТАКОН-514/524/534 ПДД-регуляторы…МЕТАКОН-613 программные ПИД-регуляторы…МЕТАКОН-614 программные ПИД-регуляторы…СТ-562-М источник тока для ПМТ-2, ПМТ-4Регистраторы видеографические…ИНТЕГРАФ-1100 видеографический безбумажный 4/8/12/16 канальный регистратор данных …ИНТЕГРАФ-1000/1010 видеографические безбумажные 8/16 канальные регистраторы данных …ИНТЕГРАФ-3410 видеографический безбумажный регистратор-контроллер термообработки… DataBox Накопитель-архиваторСчётчики, реле времени, таймеры…ЭРКОН-1315 восьмиразрядный одноканальный счётчик импульсов, поддержка RS-485, щитовой монтаж…ЭРКОН-315 счётчик импульсов одноканальный, поддержка RS-485, щитовой монтаж…ЭРКОН-325 счетчик импульсов двухканальный, поддержка RS-485, щитовой монтаж…ЭРКОН-415 тахометр-расходомер…ЭРКОН-615 счетчик импульсов реверсивный многофункциональный, поддержка RS-485, щитовой монтаж.
..ЭРКОН-714 таймер астрономический…ЭРКОН-214 одноканальное реле времени, цифровая индикация, монтаж на DIN-рельс или на панель…ЭРКОН-224 двухканальное реле времени, цифровая индикация, монтаж на DIN-рельс или на панель…ЭРКОН-215 реле времени программируемое одноканальное, поддержка RS-485, щитовой монтаж, цифровая индикацияБлоки питания и коммутационные устройства…PSM-120-24 блок питания 24 В (5 А, 120 Вт)…PSM-72-24 блок питания 24 В (3 А, 72 Вт)…PSM-36-24 блок питания 24 В (1,5 А, 36 Вт)…PSL низковольтные DC/DC–преобразователи на DIN-рейку 3 и 10 Вт…PSM-4/3-24 многоканальный блок питания 24 В (4 канала по 0,125 А, 3 Вт)…PSM-2/3-24 блок питания 24 В (2 канала по 0,125 А, 3 Вт)…PSM/4R-36-24 блок питания и реле, 24 В (1,5 А, 36 Вт)…БП-24/12-0,5 блок питания 24В/12В (0,5А)…ФС-220 фильтр сетевой…БПР блок питания и реле…БКР блок коммутации реверсивный (пускатель бесконтактный реверсивный)…БР4 блок реле…PS3400.1 блок питания 24 В (40 А) …PS3200.1 блок питания 24 В (20 А).
..PS3100.1 блок питания 24 В (10 А)…PS3050.1 блок питания 24 В (5 А)…PS1200.1 блок питания 24 В (20 А)…PS1100.1 блок питания 24 В (10 А)…PS1050.1 блок питания 24 В (5 А)Программное обеспечение…SetMaker конфигуратор……  История  версий…MDS Utility конфигуратор…RNet программное обеспечение…OPC-сервер для регулятров МЕТАКОН…OPC-сервер для MDS-модулей

   В промышленности применяется огромное разнообразие первичных датчиков физических величин, каждый из которых имеет свой выходной сигнал. Чтобы избежать такого же разнообразия вторичных измерительных и регулирующих приборов, датчики оснащаются нормирующими преобразователями.

Задача нормирующих преобразователей состоит в том, чтобы преобразовать различные сигналы первичных преобразователей (термопар, термопреобразователей сопротивления, влажности, давления, веса, рН и проч.) в унифицированные аналоговые сигналы постоянного тока или сигналы напряжения. В целом  унифицированные аналоговые сигналы применяются для связи не только датчиков, но и любых других устройств промышленной автоматики.

 

Сигнал
напряжения, В
Нагрузочное
сопротивление,
Ом, не более
Входное
сопротивление приемника
Oм, не менее
От 0 до 0, 01 включит 10000
От 0 до 1 включит. 10000
От 0 до 10 включит. 2000 2000

 

Сигнал
тока, мА
Выходное
сопротивление источника,
Ом, не менее
Входное
сопротивление приемника
Oм, не более
От 0 до 5 включит 2500 (2000) 500
От 0 до 20 включит. 1000 (500) 250
От 4 до 20 включит. 1000 (500) 250

 

   Среди стандартных сигналов наиболее удобным и популярным является токовый сигнал 4-20 мА. Причины этого в следующем.

Сигналы первичных преобразователей, как правило, очень малы. Например, сигналы термопар обычно меньше 50 мВ. В промышленных условиях  сильные электромагнитные помехи могут создавать паразитные сигналы, в сотни и тысячи раз превышающие полезные. Сильные токовые сигналы уровня 4-20 мА работают в низкоомных цепях, которые меньше подвержены такому влиянию.  Для передачи токовых сигналов можно использовать соединительные провода, более дешевые по сравнению, например, с компенсационными. Требования к величине их сопротивления также могут быть снижены. При работе с токовым сигналом 4-20 мА легко обнаружить обрыв линии связи – ток будет равен  нулю (т.е. выходить за пределы диапазона).

Обрыв в цепи с сигналом 0 5 мА обнаружить нельзя, так как ток, равный нулю, считается допустимым. Для обнаружения обрыва в цепях с унифицированными сигналами напряжения (0 1В или 0 10В) приходится применять специальные схемотехнические решения, на пример, «подтяжку» более высоким напряжением через
высокоомный резистор.

   Поясним сказанное. Нормирующий преобразователь, который формирует токовый сигнал 4 20 мА, является так называемым генератором тока – источником стабильного тока с очень большим выходным сопротивлением: r>>Rш, Rпр, где r – дифференциальное выходное сопротивления нормирующего преобразователя, Rш, Rпр – соответственно сопротивления шунта в измерительном приборе и соединительных проводов.

 

   НПФ КонтрАвт выпускает ряд модификаций измерительных регуляторов, рассчитанных на работу со стандартизированными унифицированными аналоговыми сигналами тока и напряжения. Следует учитывать, что в этих приборах измеряемый ток должен втекать в прибор, а измеряемое напряжение должно быть положительным относительно общей точки. В многоканальных приборах все входы имеют одну общую точку, поэтому неизолированы друг от друга. В регуляторах Т-424 при работе с токовыми сигналами используются внешние шунты, в регуляторах МЕТАКОН шунты встроены.

Поскольку величина тока I не зависит от сопротивления нагрузки, а Vизм = I • Rш, то сопротивление проводов не влияет на результат измерения. Для оценки можно принять, что дополнительная относительная погрешность, связанная с влиянием сопротивления нагрузки (Rпр + Rш), равна

δ= (Rпр + Rш)/ (r + Rпр + Rш) (Rпр + Rш)/ r.

Для характерных значений r=1МОм, Rпр=500 Ом, Rш=50 Ом, имеем δ

С другой стороны, в такой высокоомной цепи источник электромагнитных помех Eэм не в состоянии создать сколько-нибудь заметное по сравнению с полезным сигналом Vизм напряжение на низкоомном шунте Rш. Напряжение помехи, измеренное прибором, будет равно:

Vп = Eэм • (Rш / r).

При Eэм = 1 В, напряжение помехи будет составлять Vп = 50мкВ. Полезный сигнал при I = 20 мА имеет величину 1В. Таким образом, отношение помехи к полезному сигналу имеет порядок 10 4, а величина (r/Rш) показывает степень подавления электромагнитных помех.

Нетрудно показать, что при работе с сигналами напряжения сигнал помехи Vп практически равен Eэм. Это демонстрирует преимущество токовых сигналов при работе в условиях сильных электромагнитных помех по сравнению с сигналами напряжения.




Сигналы гражданской обороны, действие населения при сигналах

Оповещение населения в случае ЧС.

В настоящее время все чаще в мире и в нашей стране происходят стихийные бедствия, аварии последствиями которых являются разрушения, нарушение жизнедеятельности населения и гибель людей; остается высокой опасность военных действий. Трагических последствий стихийного бедствия или аварии, опасности, возникшей в ходе военных действий, можно избежать или уменьшить их, если своевременно будет получено предупреждение.

На объектах экономики Талицкого городского округа смонтировано, включено в стойку центрального оповещения и имеют автономный запуск 7 электросирен. Данные сирены обслуживаются Талицким ЦКТО Ирбитского РУС ОАО «Ростелеком». Электросирены установлены на следующих объектах экономики:

1.     Талицкий ЦКТО (почта), г. Талица, ул. Ленина, 106;

2.     Талицкое РТП, пос. Троицкий, ул. Мичурина, 1;

3.     Талицкое ДРСУ, пос. Маян, ул. Лермонтова, 2;

4.     Троицкий участок Талицкого ЦКТО, пос. Троицкий, ул. Мира, 4;

5.     Талицкий лесотехникум, г. Талица, ул. Кузнецова, 73;

6.     Талицкий лесотехникум, г. Талица, ул. Советская, 65;

7.     ООО «Талицкий молочный завод», пос. Троицкий, ул. Мира, 86.

Сигналы гражданской обороны.

Сигналы гражданской обороны предназначены для оповещения населения о чрезвычайных ситуациях и о непосредственной возникшей опасности нападения противника.

Существует пять сигналов гражданской обороны: «Внимание всем!», «Воздушная тревога», «Отбой воздушной тревоги», «Радиационная опасность», «Химическая тревога».

Предупредительным сигналом гражданской обороны является сигнал «Внимание всем!». Он подается с целью привлечения внимание всего населения об аварии, катастрофе, стихийном бедствии, угрозе нападения противника. Сигнал подается способом включения сирен, прерывистых гудков, транспортных и других средств через установки громкоговорящей связи, в том числе установленной на автомобилях службы охраны общественного порядка и ГАИ.

Действия населения: услышав звучание сирен, гудков и других сигнальных средств, немедленно включите радио, телевизор и прослушайте сообщение отдела обеспечения безопасности жизнедеятельности Талицкого городского округа о порядке действий. Полученную информацию передайте соседям, а затем действуйте согласно полученной информации.

Сигнал «Воздушная тревога» подается с целью предупредить население о непосредственной угрозе нападения противника. Подается по радиотрансляционным сетям, радиовещательным станциям и телевизионным приемникам путем передачи текста об опасности и информации о действиях населения.

Действия населения: если Вы находитесь дома, необходимо: — взять с собой личные документы, средства индивидуальной защиты, запас воды и продовольствия, — отключить потребители электроэнергии, воду, газ, — плотно закрыть окна, форточки, вентиляционные устройства, — принять меры по защите продуктов, воды и пищи от заражения, — убыть в убежище. Если сигнал тревоги застал Вас на рабочем месте, действуйте согласно инструкции, предусматривающей немедленное прекращение работ с безаварийной остановкой оборудования и переводом процессов непрерывного цикла на безопасный режим работы, с последующим убытием в укрытие. В городском транспорте необходимо выйти из транспорта в месте его остановки и действовать по указанию постов ГО, милиции, водителей. В общественных местах действовать по указанию администрации, постов ГО, милиции. Во всех случаях укрыться в ближайшем укрытии, а при его отсутствии использовать овраги, насыпи, ямы.

Сигнал «Отбой воздушной тревоги» подается с целью разрешить населению продолжить выполнять обязанности, прерванные сигналом «Воздушная тревога». Информация о действиях населения передается по радиотрансляционным сетям, радиовещательным станциям и телевизионным приемникам.

Сигнал «Радиационная опасность» подается с целью предупредить население о необходимости принять меры защиты от радиоактивных веществ.

Сигнал «Химическая тревога» подается с целью предупредить население о срочной необходимости принять меры защиты от отравляющих и сильнодействующих ядовитых веществ. В случае возникновения опасности по радиотрансляционным сетям, радиовещательным станциям и телевизионным приемникам будет передан текст об опасности и информация о действиях населения. При аварии с выбросом аварийно-опасных химических веществ будет сообщено на каких улицах населению оставаться в квартирах, загерметизировать их, надеть влажную марлевую повязку, отключить потребителей электроэнергии, а на каких немедленно выходить из зоны заражения в указанных направлениях, взяв документы и деньги. 

Действия по сигналам оповещения гражданской обороны.

Среди защитных мероприятий гражданской обороны, осуществляемых заблаговременно, особо важное место занимает организация оповещения органов гражданской обороны, формирований и населения об угрозе нападения противника и о применении им ядерного, химического, бактериологического (биологического) оружия и других современных средств нападения. Особое значение оповещение приобретает в случае внезапного нападения противника, когда реальное время для предупреждения населения будет крайне ограниченным и исчисляться минутами.

По данным зарубежной печати, считается, что своевременное оповещение населения на возможность укрытия его за 10-15 мин после оповещения позволит снизить потери людей при внезапном применении противником оружия массового поражения с 85 % до 4-7 %. Поэтому защита населения от оружия массового поражения даже при наличии достаточного количества убежищ и укрытий будет зависеть от хорошо организованной системы оповещения, организация которой возлагается на штабы гражданской обороны. Современные системы дальнего обнаружения позволяют быстро определить не только место и направление движения носителя, но и время его подлета. Это обеспечивает передачу сигнала по системе оповещения до штабов гражданской обороны и объектов. Оповещение организуется для своевременного доведения до органов гражданской обороны, формирований и населения сигналов, распоряжений и информаций гражданской обороны о эвакуации, воздушном нападении противника, радиационной опасности, химическом и бактериологическом (биологическом) заражении, угрозе затопления, начале рассредоточения и др. Эти сигналы и распоряжения доводятся до штабов гражданской обороны объектов централизованно. Сроки доведения их имеют первостепенное значение. Сокращение сроков оповещения достигается внеочередным использованием всех видов связи, телевидения и радиовещания, применением специальной аппаратуры и средств для подачи звуковых и световых сигналов. Все сигналы передаются по каналам связи и радиотрансляционным сетям, а также через местные радиовещательные станции. Одновременно передаются указания о порядке действий населения и формирований, указываются ориентировочное время начала выпадения радиоактивных осадков, время подхода зараженного воздуха и вид отравляющих веществ.

Действия населения в зоне радиоактивного заражения (загрязнения).

При нахождении в зоне радиоактивного заражения (загрязнения) необходимо строго выполнять режим радиационной защиты, устанавливаемый штабом ГО в зависимости от степени заражения (загрязнения) района. Если по какой-либо причине не поступит сообщения ГО, некоторое время можно руководствоваться следующим.

В зоне умеренного заражения население находится в укрытии, как правило, несколько часов, после чего оно может перейти в обычное помещение. Из дома можно выходить в первые сутки не более чем на 4 часа.

В зоне сильного заражения люди должны быть в убежищах (укрытиях) до трех суток, при крайней необходимости можно выходить на 3-4 ч в сутки. При этом необходимо надевать средства защиты органов дыхания и кожи.

В зоне опасного заражения люди должны быть в укрытиях и убежищах трое суток и более, после чего можно перейти в жилое помещение и находиться в нем не менее четырех суток. Выходить из помещения на улицу можно только на короткий срок (не более чем на 4 часа в сутки).

В зоне чрезвычайно опасного заражения пребывание населения возможно только в защитных сооружениях с коэффициентом ослабления дозы облучения около 1000.

Во всех случаях при нахождении вне укрытии и зданий применяются средства индивидуальной защиты. В качестве профилактического средства, уменьшающего вредное воздействие радиоактивного облучения, используются радиозащитные таблетки из комплекта индивидуальной аптечки. 

Типовые режимы радиационной защиты.

Режим радиационной защиты — это порядок действий населения, применения средств и способов защиты в зонах радиоактивного заражения (в результате ядерного взрыва), предусматривающий максимальное уменьшение возможных доз облучения.

Режим радиационной защиты № 1 применяется в населенных пунктах в основном с деревянными постройками, обеспечивающими ослабление радиации в 2 раза, и ПРУ, ослабляющими радиацию в 50 Раз (перекрытые щели, подвалы).

Режим радиационной защиты № 2 предусматривается для населенных пунктов с каменными одноэтажными постройками, обеспечивающими ослабление радиации в 10 раз, и ПРУ, ослабляющими радиацию в 50 раз.

Режим радиационной защиты № 3 разработан для населенных пунктов с многоэтажными каменными постройками, обеспечивающими ослабление радиации в 20-30 раз, и ПРУ, ослабляющими радиацию в 200-400 раз (подвалы многоэтажных зданий).

Каждый режим радиационной защиты определяет время, в течение которого необходимо постоянно находиться в ПРУ (1 этап), затем поочередно в ПРУ и дома (2 этап) и, наконец, преимущественно дома с кратковременным выходом на улицу по неотложным делам в целом не более чем на 1 ч (3 этап).

В районам сильного радиоактивного загрязнения в результате аварии на АЭС население должно быть эвакуировано в максимально короткие сроки. Жители прилегающих районов, где мощность дозы излучения не превышает 5 мР/ч (так называемых районов строгого контроля), должны выполнять гигиенические требования, в частности, ежедневно проводить влажную уборку жилых помещений, как можно чаще мыть руки с мылом, соблюдать правил хранения продуктов питания и воды (эти правила жизнедеятельности разработаны штабами ГО и органами здравоохранения. Этими же органами проводится полная профилактика населения. 

Действие населения в зоне химического заражения.

В зоне химического заражения следует находиться в убежище (укрытии) до получения распоряжения о выходе из него. Выходить из убежища (укрытия) необходимо в надетых средствах защиты органов дыхания.

Направление выхода из зоны заражения обозначается указательными знаками, при их отсутствии надо выходить в сторону, перпендикулярную направлению ветра.

В зоне заражения нельзя брать что-либо с зараженной местности, садиться и ложиться на землю. Даже при сильной усталости нельзя снимать средства индивидуальной защиты. Если капли отравляющего вещества, сильнодействующего отравляющего вещества попали на открытые участки тела или одежду надо немедленно провести их обработку с помощью индивидуального перевязочного пакета.

После выхода за пределы зоны заражения снимать средства индивидуальной защиты, и особенно противогаз, без разрешения нельзя, потому что поверхность одежды, обуви и средств зашиты может быт заражена отравляющими веществами. Получившим поражения необходимо немедленно оказать первую медицинскую помощь: ввести противоядие (антидот) обработать открытые участки тела с помощью содержимого ИПП. после чего доставить их на медицинский пункт. Все вышедшие из зоны заражения обязательно проходят полную санитарную обработку и дегазацию одежды на специальных обмывочных пунктах. 

Действия населения в очаге бактериологического поражения.

В очаге бактериологического поражения для предотвращения распространения инфекционных заболеваний может быть введен специальный режим — карантин или обсервация.

Население, находящееся в очаге бактериологического поражения, должно строго соблюдать требования медицинской службы гражданской обороны, особенно режим питания. В пищу разрешается употреблять только те продукты, которые хранились в холодильниках или в закрытой таре. Кроме того, как пищу, так и воду для шитья следует обязательно подвергать термической обработке.

Большое значение в этих условиях приобретает постоянное содержащие в чистоте жилищ, дворов, мест общего пользования. Необходимо тщательно выполнять требования личной гигиены: еженедельно мыться, менять нательное и постельное белье, соблюдать чистоту рук, волос и т. п.

Во всех случаях, находясь в очаге бактериологического поражения, население обязано проявлять спокойствие и дисциплинированность, строго выполнять установлены.

Чем цифровое телевидение отличается от аналогового. Виды сигналов: аналоговый, цифровой, дискретный

Каждый день люди сталкиваются с использованием электронных приборов. Без них невозможна современная жизнь. Ведь речь идет о телевизоре, радио, компьютере, телефоне, мультиварке и прочем. Раньше, еще несколько лет назад, никто не задумывался о том, какой сигнал используется в каждом работоспособном приборе. Сейчас же слова «аналоговый», «цифровой», «дискретный» уже давно на слуху. Некоторые виды сигналов из перечисленных являются качественными и надежными.

Цифровая передача стала использоваться намного позже, чем аналоговая. Это связано с тем, что такой сигнал намного проще обслуживать, да и техника на тот момент не была настолько усовершенствована.

С понятием «дискретность» сталкивается каждый человек постоянно. Если переводить это слово с латинского языка, то означать оно будет «прерывистость». Углубляясь далеко в науку, можно сказать, что дискретный сигнал представляет собой метод передачи информации, который подразумевает изменение во времени среды-переносчика. Последняя принимает любое значение из всех возможных. Сейчас дискретность уходит на второй план, после того, как было принято решение производить системы на чипе. Они являются целостными, а все компоненты тесно взаимодействуют друг с другом. В дискретности же все с точностью наоборот — каждая деталь завершена и связана с другими за счет специальных линий связи.

Сигнал

Сигнал представляет собой специальный код, который передается в пространство одной или несколькими системами. Эта формулировка является общей.

В сфере информации и связи сигналом назван специальный носитель каких-либо данных, который используется для передачи сообщений. Он может быть создан, но не принят, последнее условие не обязательно. Если же сигнал является сообщением, то его «ловля» считается необходимой.

Описываемый код задается математической функцией. Она характеризует все возможные изменения параметров. В радиотехнической теории эта модель считается базовой. В ней же аналогом сигнала был назван шум. Он представляет собой функцию времени, которая свободно взаимодействует с переданным кодом и искажает его.

В статье охарактеризованы виды сигналов: дискретный, аналоговый и цифровой. Также коротко дана основная теория по описываемой теме.

Виды сигналов

Существует несколько имеющихся сигналов. Рассмотрим, какие бывают виды.

  1. По физической среде носителя данных разделяют электрический сигнал, оптический, акустический и электромагнитный. Имеется еще несколько видов, однако они малоизвестны.
  2. По способу задания сигналы делятся на регулярные и нерегулярные. Первые представляют собой детерминированные методы передачи данных, которые задаются аналитической функцией. Случайные же формулируются за счет теории вероятности, а также они принимают любые значения в различные промежутки времени.
  3. В зависимости от функций, которые описывают все параметры сигнала, методы передачи данных могут быть аналоговыми, дискретными, цифровыми (способ, который является квантованным по уровню). Они используются для обеспечения работы многих электрических приборов.

Теперь читателю известны все виды передачи сигналов. Разобраться в них не составит труда любому человеку, главное — немного подумать и вспомнить школьный курс физики.

Для чего обрабатывается сигнал?

Сигнал обрабатывается с целью передачи и получения информации, которая в нем зашифрована. Как только она будет извлечена, ее можно использовать различными способами. В отдельных ситуациях ее переформатируют.

Существует и другая причина обработки всех сигналов. Она заключается в небольшом сжатии частот (чтобы не повредить информацию). После этого ее форматируют и передают на медленных скоростях.

В аналоговом и цифровом сигналах используются особенные методы. В частности, фильтрация, свертка, корреляция. Они необходимы для восстановления сигнала, если он поврежден или имеет шум.

Создание и формирование

Зачастую для формирования сигналов необходим аналого-цифровой (АЦП) и Чаще всего они оба используются лишь в ситуации с применением DSP-технологий. В остальных случаях подойдет только использование ЦАП.

При создании физических аналоговых кодов с дальнейшим применением цифровых методов полагаются на полученную информацию, которая передается со специальных приборов.

Динамический диапазон

Вычисляется разностью большего и меньшего уровня громкости, которые выражены в децибелах. Он полностью зависит от произведения и особенностей исполнения. Речь идет как о музыкальных треках, так и об обычных диалогах между людьми. Если брать, например, диктора, который читает новости, то его динамический диапазон колеблется в районе 25-30 дБ. А во время чтения какого-либо произведения он может вырастать до 50 дБ.

Аналоговый сигнал

Аналоговый сигнал является непрерывным во времени способом передачи данных. Недостатком его можно назвать присутствие шума, который иногда приводит к полной потере информации. Очень часто возникают такие ситуации, что невозможно определить, где в коде важные данные, а где обычные искажения.

Именно из-за этого цифровая обработка сигналов приобрела большую популярность и постепенно вытесняет аналоговую.

Цифровой сигнал

Цифровой сигнал является особым он описывается за счет дискретных функций. Его амплитуда может принять определенное значение из уже заданных. Если аналоговый сигнал способен поступать с огромным количеством шумов, то цифровой отфильтровывает большую часть полученных помех.

Помимо этого, такой вид передачи данных переносит информацию без лишней смысловой нагрузки. Через один физический канал может быть отправлено сразу несколько кодов.

Виды цифрового сигнала не существуют, так как он выделяется как отдельный и самостоятельный метод передачи данных. Он представляет собой двоичный поток. В наше время такой сигнал считается самым популярным. Это связано с простотой использования.

Применение цифрового сигнала

Чем же отличается цифровой электрический сигнал от других? Тем, что он способен совершать в ретрансляторе полную регенерацию. Когда в оборудование связи поступает сигнал, имеющий малейшие помехи, он сразу же меняет свою форму на цифровую. Это позволяет, например, телевышке снова сформировать сигнал, но уже без шумового эффекта.

В том случае, если код поступает уже с большими искажениями, то, к сожалению, восстановлению он не подлежит. Если брать в сравнении аналоговую связь, то в аналогичной ситуации ретранслятор может извлечь часть данных, затрачивая много энергии.

Обсуждая сотовую связь разных форматов, при сильном искажении на цифровой линии разговаривать практически невозможно, так как не слышны слова или целые фразы. Аналоговая связь в таком случае более действенна, ведь можно продолжать вести диалог.

Именно из-за подобных неполадок цифровой сигнал ретрансляторы формируют очень часто для того, чтобы сократить разрыв линии связи.

Дискретный сигнал

Сейчас каждый человек пользуется мобильным телефоном или какой-то «звонилкой» на своем компьютере. Одна из задач приборов или программного обеспечения — это передача сигнала, в данном случае голосового потока. Для переноса непрерывной волны необходим канал, который имел бы пропускную способность высшего уровня. Именно поэтому было предпринято решение использовать дискретный сигнал. Он создает не саму волну, а ее цифровой вид. Почему же? Потому что передача идет от техники (например, телефона или компьютера). В чем плюсы такого вида переноса информации? С его помощью уменьшается общее количество передаваемых данных, а также легче организуется пакетная отправка.

Понятие «дискретизация» уже давно стабильно используется в работе вычислительной техники. Благодаря такому сигналу передается не непрерывная информация, которая полностью закодирована специальными символами и буквами, а данные, собранные в особенные блоки. Они являются отдельными и законченными частицами. Такой метод кодировки уже давно отодвинулся на второй план, однако не исчез полностью. С помощью него можно легко передавать небольшие куски информации.

Сравнение цифрового и аналогового сигналов

Покупая технику, вряд ли кто-то думает о том, какие виды сигналов использованы в том или другом приборе, а об их среде и природе уж тем более. Но иногда все же приходится разбираться с понятиями.

Уже давно стало ясно, что аналоговые технологии теряют спрос, ведь их использование нерационально. Взамен приходит цифровая связь. Нужно понимать, о чем идет речь и от чего отказывается человечество.

Если говорить коротко, то аналоговый сигнал — способ передачи информации, который подразумевает описание данных непрерывными функциями времени. По сути, говоря конкретно, амплитуда колебаний может быть равна любому значению, находящемуся в определенных границах.

Цифровая обработка сигналов описывается дискретными функциями времени. Иначе говоря, амплитуда колебаний этого метода равна строго заданным значениям.

Переходя от теории к практике, надо сказать о том, что аналоговому сигналу характерны помехи. С цифровым же таких проблем нет, потому что он успешно их «сглаживает». За счет новых технологий такой метод передачи данных способен своими силами без вмешательства ученого восстановить всю исходную информацию.

Говоря о телевидении, можно уже с уверенностью сказать: аналоговая передача давно изжила себя. Большинство потребителей переходят на цифровой сигнал. Минус последнего заключается в том, что если аналоговую передачу способен принимать любой прибор, то более современный способ — только специальная техника. Хоть и спрос на устаревший метод уже давно упал, все же такие виды сигналов до сих пор не способны полностью уйти из повседневной жизни.

В настоящее время большинство людей смотрят цифровое телевидение, сами того не осознавая. На смену эфирным антеннам и кинескопам пришло новое поколение ТВ с плазменным экраном и принципиально новым форматом сигнала. Когда вы сменили свой телевизор на плоский и поменяли антенну на приемник – вы перешли с аналогового вещания на цифровое. Эти два вида телевидения получили свое название напрямую от именования сигнала: цифровой сигнал и аналоговый сигнал. Отличие между ними достаточно большое, как и качество получаемого изображения. В данной статье вы сможете узнать, почему аналоговое телевидение изжило себя, как формат; как именно работают эти сигналы и в чем их принципиальное различие.

Цифровое и аналоговое телевидение – чем характеризуется аналоговый сигнал

Всем привычный тип сигнала, который передавался по антенне или самодельном приемнике “чебурашка”, носит название аналоговый. Суть данного метода передачи в его непрерывности и сравнительной медлительности. Безопасность такого вещания всегда находится под угрозой, чем и обусловлены не малочисленные сбои в работе телевидения, вклинивание посторонних сигналов. Многие из подрастающего поколения могут помнить, как один из федеральных каналов внезапно начинал транслировать нечто, совершенно незнакомое и не предназначенное для эфира, либо сигнал и вовсе пропадал при плохой погоде.

Основным плюсом аналогового ТВ являлась его доступность – вы протягиваете антенну и можете смотреть любые каналы, которые удалось “поймать”. Минусы уже очевидны: нестабильность сигнала, его шаткая безопасность.

Цифровое и аналоговое телевидение – характеристики цифрового вещания

На смену аналоговому сигналу пришло цифровое телевидение: быстрое, качественное и четкое. Такой сигнал способен преодолевать любые расстояния, донося до зрителя ничем не искаженную картинку. Вы не почувствуете дискомфорта в плохую погоду. Также отпала надобность протягивать длинные конструкции из антенн, чтобы лучше поймать сигнал. Теперь достаточно установить специальный приемник и вставить шнур в телевизор.

Современные телевизоры, тем не менее, имеют аналоговый вход на задней панели с разъемами, так как на территории нашей страны до сих пор остается аналоговое вещание. Вы имеете возможность выбирать, какое телевидение смотреть либо чередовать способы.

Цифровой сигнал, по сути своей, практически невозможно ненароком перехватить или вклиниться в вещание. Такой тип передачи отправляет сигнал небольшими, но очень частыми порциями.


Разница между цифровым и аналоговым телевидением

Сравнить такие сигналы достаточно просто, не вдаваясь в подробности их технических характеристик: аналоговое телевидение уступает цифровому в комфортабельности и безопасности, однако цифровой сигнал вы не получите бесплатно, без противозаконных манипуляций. Такое телевидение провайдерам легче контролировать.

Можно подвести основные итоги пользования двумя видами ТВ:

  • Если говорить о бесперебойности вещания, то этим может похвастаться только цифровой сигнал. Его аналоговый собрат слишком привередлив к расстоянию, погоде и другим барьерам.
  • В целях экономии лучше пользоваться аналоговым телевидением – его сигнал распространяется на территории городов, а зрители просто “ловят” его антеннами. Цифровое ТВ вы не получите, пока у вас не появится специальный приемник.
  • Аналоговое телевидение не может дать абонентам такого широкого выбора различных каналов. Цифровой сигнал же быстрее и неприхотливее, поэтому его возможности не ограничены каким-либо количеством каналов.
  • Говоря о мобильности, выигрывает цифровое ТВ. Возможно, вы пытались поймать хотя бы один канал стареньким маленьким телевизором с антенной, находясь в дороге или низменных отдаленных районах – это практически невозможно, пока вы не найдете возвышенное место и не построите огромные и длинные антенны из банок и проволок.

Можно сказать, что аналоговое телевидение по сей день остается самым доступным, но уже не самым прогрессивным и быстрым. Если вы цените качество изображения, его звук и надежность, то плюсы цифрового вещания перевешивают с большим отрывом.

В России уже вовсю идёт подготовка к переходу от аналогового к цифровому телевидению. Главное их отличие – это технология и формат передачи. Система, которая используется в аналоговом телевидении, уже несколько устарела, ведь была придумана уже почти шестьдесят лет назад. В «цифре» передаётся не сигнал, а последовательность значений. Да и передача осуществляется по другим принципам, поэтому получается намного быстрее и качественнее. Это как международные авиаперевозки авиатранспортом сравнить с автомобильными перевозками. Конечно же, при помощи самолёта можно перевезти больше и с меньшими потерями, ведь не будет тряски от дорог и т.п.

Плюсы цифрового телевидения

Почему все хотят побыстрее перейти на цифровое телевидение? Изначально надо подметить, что долгие годы не было одного общего стандарта телевидения. Из-за этого было невозможно увидеть цветную картинку, если стандарты отличались. Это и приносило больше всего неудобств пользователям. Существует три стандарта аналогового телевидения – NTSC, SECAM и PAL.

Кроме того, у «цифры» значительно лучшее качество, чем у аналогового. Это происходит из-за того, что системы работают по разным принципам. Аналоговое телевидение основывалось на делении частоты сигнала перед тем, как его подать. А вот цифровое телевидение подаёт прямой перекодированный поток, что позволяет не терять качество даже на больших расстояниях.

Все знают, что у телевизионных каналов есть некоторое ограничение на частоты – их количество строго ограничено. И снова «цифра» впереди: на том участке частоты, где вмещается всего один аналоговый канал, можно поместить четыре цифровых телеканала, – ровно также

Очень часто мы слышим такие определения, как «цифровой» или «дискретный» сигнал, в чем его отличие от «аналогового»?

Суть различия в том, что аналоговый сигнал непрерывный во времени (голубая линия), в то время как цифровой сигнал состоит из ограниченного набора координат (красные точки). Если все сводить к координатам, то любой отрезок аналогового сигнала состоит из бесконечного количества координат.

У цифрового сигнала координаты по горизонтальной оси расположены через равные промежутки времени, в соответствии с частотой дискретизации. В распространенном формате Audio-CD это 44100 точек в секунду. По вертикали точность высоты координаты соответствует разрядности цифрового сигнала, для 8 бит это 256 уровней, для 16 бит = 65536 и для 24 бит = 16777216 уровней. Чем выше разрядность (количество уровней), тем ближе координаты по вертикали к исходной волне.

Аналоговыми источниками являются: винил и аудиокассеты. Цифровыми источниками являются: CD-Audio, DVD-Audio, SA-CD (DSD) и файлы в WAVE и DSD форматах (включая производные APE, Flac, Mp3, Ogg и т.п.).

Преимущества и недостатки аналогового сигнала

Преимуществом аналогового сигнала является то, что именно в аналоговом виде мы воспринимаем звук своими ушами. И хотя наша слуховая система переводит воспринимаемый звуковой поток в цифровой вид и передает в таком виде в мозг, наука и техника пока не дошла до возможности именно в таком виде подключать плееры и другие источники звука напрямик. Подобные исследования сейчас активно ведутся для людей с ограниченными возможностями, а мы наслаждаемся исключительно аналоговым звуком.

Недостатком аналогового сигнала являются возможности по хранению, передаче и тиражированию сигнала. При записи на магнитную ленту или винил, качество сигнала будет зависеть от свойств ленты или винила. Со временем лента размагничивается и качество записанного сигнала ухудшается. Каждое считывание постепенно разрушает носитель, а перезапись вносит дополнительные искажения, где дополнительные отклонения добавляет следующий носитель (лента или винил), устройства считывания, записи и передачи сигнала.

Делать копию аналогового сигнала, это все равно, что для копирования фотографии ее еще раз сфотографировать.

Преимущества и недостатки цифрового сигнала

К преимуществам цифрового сигнала относится точность при копировании и передачи звукового потока, где оригинал ничем не отличается от копии.

Основным недостатком можно считать то, что сигнал в цифровом виде является промежуточной стадией и точность конечного аналогового сигнала будет зависеть от того, насколько подробно и точно будет описана координатами звуковая волна. Вполне логично, что чем больше будет точек и чем точнее будут координаты, тем более точной будет волна. Но до сих пор нет единого мнения, какое количество координат и точность данных является достаточным для того, что бы сказать, что цифровое представление сигнала достаточно для точного восстановления аналогового сигнала, неотличимого от оригинала нашими ушами.

Если оперировать объемами данных, то вместимость обычной аналоговой аудиокассеты составляет всего около 700-1,1 Мб, в то время как обычный компакт диск вмещает 700 Мб. Это дает представление о необходимости носителей большой емкости. И это рождает отдельную войну компромиссов с разными требованиями по количеству описывающих точек и по точности координат.

На сегодняшний день считается вполне достаточным представление звуковой волны с частотой дискретизации 44,1 кГц и разрядности 16 бит. При частоте дискретизации 44,1 кГц можно восстановить сигнал с частотой до 22 кГц. Как показывают психоакустические исследования, дальнейшее повышение частоты дискретизации мало заметно, а вот повышение разрядности дает субъективное улучшение.

Как ЦАП строят волну

ЦАП – это цифро-аналоговый преобразователь, элемент, переводящий цифровой звук в аналоговый. Мы рассмотрим поверхностно основные принципы. Если по комментариям будет виден интерес более подробно рассмотреть ряд моментов, то будет выпущен отдельный материал.

Мультибитные ЦАП

Очень часто волну представляют в виде ступенек, что обусловлено архитектурой первого поколения мультибитных ЦАП R-2R, работающих аналогично переключателю из реле.

На вход ЦАП поступает значение очередной координаты по вертикали и в каждый свой такт он переключает уровень тока (напряжения) на соответствующий уровень до следующего изменения.

Хотя считается, что ухо человека слышит не выше 20 кГц, и по теории Найквиста можно восстановить сигнал до 22 кГц, остается вопрос качества этого сигнала после восстановления. В области высоких частот форма полученной «ступенчатой» волны обычно далека от оригинальной. Самый простой выход из ситуации – это увеличивать частоту дискретизации при записи, но это приводит к существенному и нежелательному росту объема файла.

Альтернативный вариант – искусственно увеличить частоту дискретизации при воспроизведении в ЦАП, добавляя промежуточные значения. Т.е. мы представляем путь непрерывной волны (серая пунктирная линия), плавно соединяющий исходные координаты (красные точки) и добавляем промежуточные точки на этой линии (темно фиолетовые).

При увеличении частоты дискретизации обычно необходимо повышать и разрядность, чтобы координаты были ближе к аппроксимированной волне.

Благодаря промежуточным координатам удается уменьшить «ступеньки» и построить волну ближе к оригиналу.

Когда вы видите функцию повышения частоты с 44.1 до 192 кГц в плеере или внешнем ЦАП, то это функция добавления промежуточных координат, а не восстановления или создание звука в области выше 20 кГц.

Изначально это были отдельные SRC микросхемы до ЦАП, которые потом перекочевали непосредственно в сами микросхемы ЦАП. Сегодня можно встретить решения, где к современным ЦАП добавляется такая микросхема, это сделано для того, чтобы обеспечить альтернативу встроенным алгоритмам в ЦАП и порой получить еще более лучший звук (как например это сделано в Hidizs AP100).

Основной отказ в индустрии от мультибитных ЦАП произошел из-за невозможности дальнейшего технологического развития качественных показателей при текущих технологиях производства и более высокой стоимости против «импульсных» ЦАП-ов с сопоставимыми характеристиками. Тем не менее, в Hi-End продуктах предпочтение отдают зачастую старым мультибитным ЦАП-ам, нежели новым решениям с технически более хорошими характеристиками.

Импульсные ЦАП

В конце 70-тых широкое распространение получил альтернативный вариант ЦАП-ов, основанный на «импульсной» архитектуре – «дельта-сигма». Технология импульсных ЦАП-ов стала возможной появлению сверх-быстрых ключей и позволила использовать высокую несущую частоту.

Амплитуда сигнала является средним значением амплитуд импульсов (зеленым показаны импульсы равной амплитуды, а белым итоговая звуковая волна).

Например последовательность в восемь тактов пяти импульсов даст усредненную амплитуду (1+1+1+0+0+1+1+0)/8=0,625. Чем выше несущая частота, тем больше импульсов попадает под сглаживание и получается более точное значение амплитуды. Это позволило представить звуковой поток в однобитном виде с широким динамическим диапазоном.

Усреднение возможно делать обычным аналоговым фильтром и если такой набор импульсов подать напрямую на динамик, то на выходе мы получим звук, а ультра высокие частоты не будут воспроизведены из-за большой инертности излучателя. По этому принципу работают ШИМ усилители в классе D, где плотность энергии импульсов создается не их количеством, а длительностью каждого импульса (что проще в реализации, но невозможно описать простым двоичным кодом).

Мультибитный ЦАП можно представить как принтер, способный наносить цвет пантоновыми красками. Дельта-Сигма – это струйный принтер с ограниченным набором цветов, но благодаря возможности нанесению очень мелких точек (в сравнении с пантовым принтером), за счет разной плотности точек на единицу поверхности дает больше оттенков.

На изображении мы обычно не видим отдельных точек из-за низкой разрешающей способности глаза, а только средний тон. Аналогично и ухо не слышит импульсов по отдельности.

В конечном итоге при текущих технологиях в импульсных ЦАП можно получить волну, близкую к той, что теоретически должна получится при аппроксимации промежуточных координат.

Надо отметить, что после появления дельта-сигма ЦАП исчезла актуальность рисовать «цифровую волну» ступеньками, т.к. так ступеньками волну современные ЦАП не строят. Правильно дискретный сигнал строить точками соединенной плавной линией.

Являются ли идеальными импульсные ЦАП?

Но на практике не все безоблачно, и существует ряд проблем и ограничений.

Т.к. подавляющее количество записей сохранено в многоразрядном сигнале, то перевод в импульсный сигнал по принципу «бит в бит» требует излишне высокую несущую частоту, которую современные ЦАП не поддерживают.

Основной функцией современных импульсных ЦАП является перевод многоразрядного сигнала в однобитный с относительно невысокой несущей частотой с прореживанием данных. В основном именно эти алгоритмы и определяют конечное качество звучания импульсных ЦАП-ов.

Чтобы уменьшить проблему высокой несущей частоты, звуковой поток разбивается на несколько однобитных потоков, где каждый поток отвечает за свою группу разряда, что эквивалентно кратному увеличению несущей частоты от числа потоков. Такие ЦАП называются мультибитными дельта-сигма.

Сегодня импульсные ЦАП-ы получили второе дыхание в быстродействующих микросхемах общего назначения в продуктах компаний NAD и Chord за счет возможности гибко программировать алгоритмы преобразования.

Формат DSD

После широкого распространения дельта-сигма ЦАП-ов вполне логичным было и появления формата записи двоичного кода напрямую дельта-сигма кодировке. Этот формат получил название DSD (Direct Stream Digital).

Широкого распространения формат не получил по нескольким причинам. Редактирование файлов в этом формате оказалось излишне ограниченным: нельзя микшировать потоки, регулировать громкость и применять эквализацию. А это значит, что без потери качества можно лишь архивировать аналоговые записи и производить двухмикрофонную запись живых выступлений без последующей обработки. Одним словом – денег толком не заработать.

В борьбе с пиратством диски формата SA-CD не поддерживались (и не поддерживаются до сих пор) компьютерами, что не позволяет делать их копии. Нет копий – нет широкой аудитории. Воспроизвести DSD аудиоконтент можно было только с отдельного SA-CD проигрывателя с фирменного диска. Если для PCM формата есть стандарт SPDIF для цифровой передачи данных от источника к отдельному ЦАП, то для DSD формата стандарта нет и первые пиратские копии SA-CD дисков были оцифровками с аналоговых выходов SA-CD проигрывателей (хоть ситуация и кажется глупой, но на деле некоторые записи выходили только на SA-CD, либо та же запись на Audio-CD специально была сделана некачественно для продвижения SA-CD).

Переломный момент произошел с выходом игровых приставок SONY, где SA-CD диск до воспроизведения автоматически копировался на жесткий диск приставки. Этим воспользовались поклонники формата DSD. Появление пиратских записей простимулировало рынок на выпуск отдельных ЦАП для воспроизведения DSD потока. Большинство внешних ЦАП с поддержкой DSD на сегодняшний день поддерживает передачу данных по USB используя формат DoP в виде отдельного кодирования цифрового сигнала через SPDIF.

Несущие частоты для DSD сравнительно небольшие, 2.8 и 5.6 МГц, но этот звуковой поток не требует никаких преобразований с прореживанием данных и вполне конкурентно-способен с форматами высокого разрешения, такими как DVD-Audio.

На вопрос что лучше, DSP или PCM однозначного ответа нет. Все упирается в качество реализации конкретного ЦАП и таланта звукорежиссера при записи конечного файла.

Общий вывод

Аналоговый звук – это то, что мы слышим и воспринимаем, как окружающий мир глазами. Цифровой звук, это набор координат, описывающих звуковую волну, и который мы напрямую услышать не можем без преобразования в аналоговый сигнал.

Аналоговый сигнал, записанный напрямую на аудиокассету или винил нельзя без потери качества перезаписать, в то время как волну в цифровом представлении можно копировать бит в бит.

Цифровые форматы записи являются постоянным компромиссом между количеством точностью координат против объема файла и любой цифровой сигнал является лишь приближением к исходному аналоговому сигналу. Однако при этом разный уровень технологий записи и воспроизведения цифрового сигнала и хранения на носителях для аналогового сигнала дают больше преимуществ цифровому представлению сигнала, аналогично цифровой фотокамере против пленочного фотоаппарата.

Чем отличается спутниковое телевидение от кабельного, цифровое от аналогового и как выбрать тип вещания– попробуем разобраться в тонкостях данного вопроса.

Для начала, рассмотрим типы вещания. Их всего три:

— эфирное вещание. В этом случае трансляция каналов производится с помощью телевизионных вышек. Чтобы принимать данный тип вещания необходимо иметь антенну для приема сигнала.

— кабельное вещание. Его доставляют до потребителя компании — кабельные операторы. В данном случае сигнал передается по кабелю, который должны провести в вашу квартиру специалисты, если вы к ним обратитесь, конечно.

— спутниковое вещание. Спутники, распределенные над экватором Земли на высоте 36 тыс. км осуществляют трансляцию каналов. Чтобы принять сигнал со спутников нужно обзавестись антеннами – «тарелками», направленными на них.

Эфирное и кабельное телевидение бывает двух видов – аналоговое и цифровое. Они отличаются способом передачи сигнала. Аналоговый сигнал по качеству изображения и звука значительно уступает цифровому, в котором, кстати, еще и возрастает количество транслируемых каналов. В связи с однозначным преимуществом, последний набирает все большую популярность. В случае со спутниковым телевидением, «цифра» полностью вытеснила аналоговое вещание.

Для того, чтобы работать с цифровым сигналом, модель телевизора должна быть подходящей. В том случае, если это не так, можно воспользоваться ресивером. Это устройство преобразует цифровой сигнал в другой формат, понятный данной технике.

Важно знать, что форматы цифрового вещания для эфира, кабельной сети и для спутников будут совершенно разными. Европейские стандарты выглядят так:

  • DVB-T – эфирное вещание
  • DVB-C — кабельное вещание
  • DVB-S и DVB-S2 — спутниковые стандарты вещания. Последний более современный и перспективный.

По каким критериям выбирать модель вещания?

Абонентская плата. На сегодняшний день таковая предусматривается кабельным и спутниковым TV, эфирное примкнет к ним сразу же после перехода с аналогового вещания на цифровое. У спутниковых операторов размер абонентской платы зависит от количества телеканалов и их тематики. Постепенно такой подход внедряется у операторов кабельного телевидения, а в будущем наверняка распространится на эфирную модель.

Необходимое оборудование. Каждый тип доставки сигнала требует определенного технического оснащения – антенну для приема и телевизор или TV-тюнер, поддерживающий нужный тип вещания. Цены на данные устройства различаются – этот момент тоже нужно учитывать при выборе.

Условия приема. Чтобы сигнал передавался без помех, нужно учитывать особенности типа вещания и условия его приема. То есть, если вы будете смотреть телевизор на даче далеко за городом, то лучшим вариантом будет спутниковое TV. Если живете в городе на одном из последних этажей высотного дома, то вы можете спокойно выбирать эфирное вещание.

В случае, если ваш дом, наоборот, малоэтажный, то подойдет способ передачи сигнала по кабелям (если ваш дом подключен к кабельному телевидению).

Ваши предпочтения. Кому-то хватает несколько общественных каналов, а кто-то хочет иметь доступ к широкому их разнообразию. У каждого оператора спутникового и кабельного телевидения набор предлагаемых площадок отличается, поэтому стоит ориентироваться на свои интересы.

Бытует мнение, что спутниковое телевидение качественней остальных, но подобное утверждение спорно. Если вещание цифровое, то, вне зависимости от способа передачи сигнала, изображение может иметь весьма высокую четкость.

Формы и характеристики электрических сигналов

Часто в электронных схемах требуется сгенерировать разные типы сигналов, имеющих различные частоты и формы, такие как меандры, прямоугольные, треугольные, пилообразные сигналы и различные импульсы.

Эти сигналы различной формы могут использоваться в качестве сигналов синхронизации, тактирующих сигналов или в качестве запускающих синхроимпульсов. В первую очередь необходимо понять основные характеристики, описывающие электрические сигналы.

С технической точки зрения, электрические сигналы являются визуальным представлением изменения напряжения или тока с течением времени. То есть, фактически — это график изменения напряжения и тока, где по горизонтальной оси мы откладываем время, а по вертикальной оси — значения напряжения или тока в этот момент времени. Существует множество различных типов электрических сигналов, но в целом, все они могут быть разбиты на две основные группы.

  • Однополярные сигналы — это электрические сигналы, которые всегда положительные или всегда отрицательные, не пересекающие горизонтальную ось. К однонаправленным сигналам относятся меандр, тактовые импульсы и запускающие импульсы.
  • Двухполярные сигналы — эти электрические сигналы также называют чередующимися сигналами, так как они чередуют положительные значения с отрицательными, постоянно пересекая нулевое значение. Двухполярные сигналы имеют периодическое изменение знака своей амплитуды. Наиболее распространенным из двунаправленных сигналов, является синусоидальный.

Будучи однонаправленными, двунаправленными, симметричными, несимметричными, простыми или сложными, все электрические сигналы имеют три общие характеристики:

  • Период — это отрезок времени, через который сигнал начинает повторяться. Это временное значение также называют временем периода для синусоид или шириной импульса для меандров и обозначают буквой T.
  • Частота — это число раз, которое сигнал повторяет сам себя за период времени равный 1 секунде. Частота является величиной, обратной периоду времени, (
    *** QuickLaTeX cannot compile formula:
    f = 1/T
    *** Error message:
    Cannot connect to QuickLaTeX server: SSL certificate problem: certificate has expired
    Please make sure your server/PHP settings allow HTTP requests to external resources ("allow_url_fopen", etc.)
    These links might help in finding solution:
    http://wordpress.org/extend/plugins/core-control/
    http://wordpress.org/support/topic/an-unexpected-http-error-occurred-during-the-api-request-on-wordpress-3?replies=37
    ). Единицей измерения частоты является Герц (Гц). Частотой в 1Гц, обладает сигнал, повторяющий 1 раз за 1 cекунду.
  • Амплитуда — это величина изменения сигнала. Измеряется в Вольтах (В) или Амперах (А), в зависимости от того, какую временную зависимость (напряжения или тока) мы используем.

 

Периодические сигналы

Периодические сигналы являются самыми распространенными, поскольку включают в себя синусоиды. Переменный ток в розетке дома представляет из себя синусоиду, плавно изменяющуюся с течением времени с частотой 50Гц.

Время, которое проходит между отдельными повторениями цикла синусоиды называется ее периодом. Другими словами, это время, необходимое для того, чтобы сигнал начал повторяться.

Период может изменяться от долей секунды до тысяч секунд, так как он связан с его частотой. Например, синусоидальный сигнал, которому требуется 1 секунда для совершения полного цикла, имеет период равный одной секунде. Аналогично, для синусоидального сигнала, которому требуется  5 секунд для совершения полного цикла, имеет период равный 5 секундам, и так далее.

Итак, отрезок времени, который требуется для сигнала, чтобы завершить полный цикл своего изменения, прежде чем он вновь повторится, называется периодом сигнала и измеряется в секундах. Мы можем выразить сигнал в виде числа периодов T в секунду, как показано на рисунке ниже.

 

Синусоидальный сигнал

Время периода часто измеряется в секундах ( с ), миллисекундах (мс) и микросекундах (мкс).

Для синусоидальной формы волны, время периода сигнала также можно выражать в градусах, либо в радианах, учитывая, что один полный цикл равен 360° (Т = 360°), или, если в радианах, то

*** QuickLaTeX cannot compile formula:
2 \pi
*** Error message:
Cannot connect to QuickLaTeX server: SSL certificate problem: certificate has expired
Please make sure your server/PHP settings allow HTTP requests to external resources ("allow_url_fopen", etc.)
These links might help in finding solution:
http://wordpress.org/extend/plugins/core-control/
http://wordpress.org/support/topic/an-unexpected-http-error-occurred-during-the-api-request-on-wordpress-3?replies=37
(T =
*** QuickLaTeX cannot compile formula:
2 \pi

*** Error message:
Cannot connect to QuickLaTeX server: SSL certificate problem: certificate has expired
Please make sure your server/PHP settings allow HTTP requests to external resources ("allow_url_fopen", etc.)
These links might help in finding solution:
http://wordpress.org/extend/plugins/core-control/
http://wordpress.org/support/topic/an-unexpected-http-error-occurred-during-the-api-request-on-wordpress-3?replies=37

).

Период и частота математически являются обратными друг другу величинами. С уменьшением времени периода сигнала, его частота увеличивается и наоборот.

Соотношения между периодом сигнала и его частотой:

*** QuickLaTeX cannot compile formula:
f = \frac{1}{T}
*** Error message:
Cannot connect to QuickLaTeX server: SSL certificate problem: certificate has expired
Please make sure your server/PHP settings allow HTTP requests to external resources ("allow_url_fopen", etc.)
These links might help in finding solution:
http://wordpress.org/extend/plugins/core-control/
http://wordpress.org/support/topic/an-unexpected-http-error-occurred-during-the-api-request-on-wordpress-3?replies=37

Гц

*** QuickLaTeX cannot compile formula:
T = \frac{1}{f}
*** Error message:
Cannot connect to QuickLaTeX server: SSL certificate problem: certificate has expired
Please make sure your server/PHP settings allow HTTP requests to external resources ("allow_url_fopen", etc.)
These links might help in finding solution:
http://wordpress.org/extend/plugins/core-control/
http://wordpress.org/support/topic/an-unexpected-http-error-occurred-during-the-api-request-on-wordpress-3?replies=37

c

Один герц в точности равен одному циклу в секунду, но один герц является очень маленькой величиной, поэтому часто можно встретить префиксы, обозначающие порядок величины сигнала, такие как кГц, МГц, ГГц и даже ТГц

ПрефиксОпределениеЗаписьПериод
КилотысячакГц1 мс
МегамиллионМГц1 мкс
ГигамиллиардГГц1 нс
ТератриллионТГц1 пс

 

Меандр

Меандры широко используются в электронных схемах для тактирования и сигналов синхронизации, так как они имеют симметричную прямоугольную форму волны с равной продолжительностью полупериодов. Практически все цифровые логические схемы используют сигналы в виде меандра на своих входах и выходах.

Так как форма меандра симметрична, и каждая половина цикла одинакова, то длительность положительной части импульса равна промежутку времени, когда импульс отрицателен (нулевой). Для меандров, используемых в качестве тактирующих сигналов в цифровых схемах, длительность положительного импульса называется временем заполнения периода.

Для меандра, время заполнения

*** QuickLaTeX cannot compile formula:
\tau
*** Error message:
Cannot connect to QuickLaTeX server: SSL certificate problem: certificate has expired
Please make sure your server/PHP settings allow HTTP requests to external resources ("allow_url_fopen", etc.)
These links might help in finding solution:
http://wordpress.org/extend/plugins/core-control/
http://wordpress.org/support/topic/an-unexpected-http-error-occurred-during-the-api-request-on-wordpress-3?replies=37

равно половине периода сигнала.{-3}c} = 50 *** Error message: Cannot connect to QuickLaTeX server: SSL certificate problem: certificate has expired Please make sure your server/PHP settings allow HTTP requests to external resources («allow_url_fopen», etc.) These links might help in finding solution: http://wordpress.org/extend/plugins/core-control/ http://wordpress.org/support/topic/an-unexpected-http-error-occurred-during-the-api-request-on-wordpress-3?replies=37

Гц

Меандры используются в цифровых системах для представления уровня логической «1» большими значениями его амплитуды и уровня логического «0» маленькими значениями амплитуды.

Если время заполнения, не равно 50% от длительности его периода, то такой сигнал уже представялет более общий случай и называется прямоугольным сигналом. В случае,  или если время положительной части периода сигнала мало, то такой сигнал, является импульсом.

 

Прямоугольный сигнал

Прямоугольные сигналы отличаются от меандров тем, что длительности положительной и отрицательной частей периода не равны между собой. Прямоугольные сигналы поэтому классифицируются как несимметричные сигналы.

В данном случае я изобразил сигнал, принимающий только положительные значения, хотя, в общем случае, отрицательные значения сигнала могут быть значительно ниже нулевой отметки.

На изображенном примере, длительность положительного импульса больше, чем длительность отрицательного, хотя, это и не обязательно. Главное, чтобы форма сигнала была прямоугольной.

Отношение периода повторения сигнала

*** QuickLaTeX cannot compile formula:
T
*** Error message:
Cannot connect to QuickLaTeX server: SSL certificate problem: certificate has expired
Please make sure your server/PHP settings allow HTTP requests to external resources ("allow_url_fopen", etc.)
These links might help in finding solution:
http://wordpress.org/extend/plugins/core-control/
http://wordpress.org/support/topic/an-unexpected-http-error-occurred-during-the-api-request-on-wordpress-3?replies=37
, к длительности положительного импульса
*** QuickLaTeX cannot compile formula:
\tau

*** Error message:
Cannot connect to QuickLaTeX server: SSL certificate problem: certificate has expired
Please make sure your server/PHP settings allow HTTP requests to external resources ("allow_url_fopen", etc.)
These links might help in finding solution:
http://wordpress.org/extend/plugins/core-control/
http://wordpress.org/support/topic/an-unexpected-http-error-occurred-during-the-api-request-on-wordpress-3?replies=37

, называют скважностью:

*** QuickLaTeX cannot compile formula:
\[S = \frac{T} {\tau}\]
*** Error message:
Cannot connect to QuickLaTeX server: SSL certificate problem: certificate has expired
Please make sure your server/PHP settings allow HTTP requests to external resources ("allow_url_fopen", etc.)
These links might help in finding solution:
http://wordpress.org/extend/plugins/core-control/
http://wordpress.org/support/topic/an-unexpected-http-error-occurred-during-the-api-request-on-wordpress-3?replies=37

Величину обратную скважности называют коэффициентом заполнения (duty cycle):

*** QuickLaTeX cannot compile formula:
\[D = \frac{1}{S} = \frac{\tau}{T}\]
*** Error message:
Cannot connect to QuickLaTeX server: SSL certificate problem: certificate has expired
Please make sure your server/PHP settings allow HTTP requests to external resources ("allow_url_fopen", etc.{-3}c} = 25
*** Error message:
Cannot connect to QuickLaTeX server: SSL certificate problem: certificate has expired
Please make sure your server/PHP settings allow HTTP requests to external resources ("allow_url_fopen", etc.)
These links might help in finding solution:
http://wordpress.org/extend/plugins/core-control/
http://wordpress.org/support/topic/an-unexpected-http-error-occurred-during-the-api-request-on-wordpress-3?replies=37

Гц

Прямоугольные сигналы могут использоваться для регулирования количества энергии, отдаваемой в нагрузку, такую, например, как лампа или двигатель, изменением скважности сигнала. Чем выше коэффициент заполнения, тем больше среднее количество энергии должно быть отдано в  нагрузку, и, соответственно, меньший коэффициент заполнения, означает меньшее среднее количество энергии, отдаваемое в нагрузку. Отличным примером этого является использование широтно-импульсной модуляции в регуляторах скорости. Термин широтно-импульсная модуляция (ШИМ) буквально и означает «изменение ширины импульса».

 

Треугольные сигналы

Треугольные сигналы, как правило, это двунаправленные несинусоидальные сигналы, которые колеблются между положительным и отрицательным пиковыми значениями. Треугольный сигнал представляет собой относительно медленно линейно растущее и падающее напряжение с постоянной частотой.  Скорость, с которой напряжение изменяет свое направление равна для обоих половинок периода, как показано ниже.

Как правило, для треугольных сигналов, продолжительность роста сигнала, равна продолжительности его спада, давая тем самым 50% коэффициент заполнения. Задав амплитуду и частоту сигнала, мы можем определить среднее значение его амплитуды.

В случае несимметричной треугольной формы сигнала, которую мы можем получить изменением скорости роста и спада на различные величины, мы имеем еще один тип сигнала известный под названием пилообразный сигнал.

 

Пилообразный сигнал

Пилообразный сигнал — это еще один тип периодического сигнала. Как следует из названия, форма такого сигнала напоминает зубья пилы. Пилообразный сигнал может иметь зеркальное отражение самого себя, имея либо медленный рост, но очень крутой спад, или чрезвычайно крутой, почти вертикальный рост и медленный спад.

Пилообразный сигнал с медленным ростом является более распространенным из двух типов сигналов, являющийся, практически, идеально линейным. Пилообразный сигнал генерируется большинством функциональных генераторов и состоит из основной частоты (f) и четных гармоник. Это означает, с практической точки зрения, что он богат гармониками, и в случае, например, с музыкальными синтезаторами, для музыкантов дает качественный звук без искажений.

 

Импульсы и запускающие сигналы (триггеры)

Хотя, технически, запускающие сигналы и импульсы два отдельных типа сигналов, но отличия между ними незначительны. Запускающий сигнал — это всего лишь очень узкий импульс. Разница в том, что триггер может быть как положительной, так и отрицательной полярности, тогда как импульс только положительным.

Форма импульса, или серии импульсов, как их чаще называют, является одним из видов несинусоидальной формы сигналов, похожей на прямоугольный сигнал. Разница в том, что импульсный сигнал определяется часто только коэффициентом заполнения. Для запускающего сигнала положительная часть сигнала очень короткая с резкими ростом и спадом и ее длительностью, по сравнению с периодом, можно пренебречь.

Очень короткие импульсы и запускающие сигналы предназначены для управления моментами времени, в которые происходят, например, запуск таймера, счетчика, переключение логических триггеров а также для управления тиристорами, симисторами и другими силовыми полупроводниковыми приборами.

Я рассмотрел здесь только основные виды электрических сигналов. Остальные типы сигналов, обычно, получают их комбинацией или модуляцией (изменением параметров, используя другой сигнал), например: 

  • Амплитудно-модулированный сигнал
  • Частотно-модулированный сигнал
  • Фазо-модулированный сигнал
  • Фазо-частотно-модулированный сигнал
  • Фазо-кодо-манипулированный сигнал

Подробно я вернусь к ним в своих последующих публикациях.

 


Еще по этой теме

Вы можете пропустить чтение записи и оставить комментарий. Размещение ссылок запрещено.

Основные виды сигналов — Энциклопедия по машиностроению XXL

Основные виды сигналов  [c.143]
Отстройка от сигналов мешающих факторов (локальные наклепы, удары, изменение зазоров и др.) осуществляет- ся с помощью частотной обработки сигнала. Частота сигналов от основных видов дефектов типа нарушений сплошности лежит в области 3—  [c.52]

Были предприняты усилия в изучении сигналов акустической эмиссии (АЭ), которые имитировались из объемов разрушаемого материала у вершины трещины в процессе формирования усталостных бороздок при разных условиях нагружения [146, 147]. Были использованы интервалы воздействия на материал, когда трещина находилась почти полностью в раскрытом состоянии [82]. Такой подход в сборе информации был обусловлен тем, что для низкопрочных материалов основной поток информации в виде сигналов АЭ связан с процессом пластической деформации, а сигналы от процесса разрушения едва различимы без специальной их селекции и выделения из общего потока информации.  [c.166]

Классификация по виду используемой энергии и основного носителя сигналов Преимущества Недостатки Область применения Наиболее употребительные системы (или состав элементов)  [c.760]

С точки зрения архитектуры и областей применения оптические системы обработки сигналов, как мы увидим далее, сильно отличаются от систем обработки изображений, рассмотренных выще. Основной задачей оптических систем обработки сигналов является извлечение большого количества всевозможной информации из анализируемого сигнала в присутствии шумов и помех. Ниже указаны основные виды информации при обработке сигналов вместе с предполагаемыми операциями обработки, позволяющими ее извлечь.  [c.291]

Основным видом сигнального прибора является оптический цветовой прибор — светофор, сигнализирующий как в ночное, так и в дневное время суток цветом одного или нескольких сигнальных огней. Кроме светофоров сохранились и механические сигналы — семафоры, которые в дневное время сигнализируют положением и числом крыльев, а ночью цветными огнями.  [c.96]

Приоритет одних сигналов по отношению к другим. Это — различие в праве на движение при включении стрелки в дополнительной секции светофора безусловное право на основном зеленом сигнале и лишь допустимость движения при основном красном или желтом сигнале при условии, что не будет создано помех транспортным средствам, проезжающим с других направлений. Это различие имеет равную силу для транспортных средств всех видов (см. рис. 55, гие, где трамвай, движущийся по направлению стрелки , включенной с основным красным сигналом, пропускает транспортное средство, проезжающее с другого направления).  [c.111]

Указатели непрерывного движения масла можно разделить на два основных вида нерегулируемые и регулируемые. Нерегулируемые изготовляются с визуальным контролем и электрическим сигналом.  [c.94]


Большинство поставщиков ПЛИС уже оснащают свои устройства некоторыми средствами для работы с основными видами искажения сигналов. Однако в наши дни также возникает необходимость анализа искажений сигналов на уровне печатной платы. Стоимость лучших средств такой проверки весьма высока, но они позволяют создавать работоспособные платы. Поэтому у пользователя есть выбор — или выполнить анализ искажений сигналов, или просто понадеяться на удачу  [c.222]

Можно выделить три основных вида устройств очувствления — слуха, осязания и зрения. Сигналы, получаемые с помощью этих  [c.86]

Специфика метода АЭ заключается в том, что именно такие опасные дефекты обнаруживаются этим методом при их росте под действием эксплуатационных или испытательных нагрузок. Снижение давления в ГП, проводимое на первом этапе испытаний, не может вызвать роста дефектов, но за счет сближения берегов трещины или взаимодействия отдельных несплошностей друг с другом могут возникать значительные по амплитуде сигналы АЭ, что позволяет обнаружить такие дефекты. Повышение давления относительно рабочего давления (типовой вариант нагружения конструкции при АЭ контроле) вызывает, как правило, рост дефекта и, соответственно, появление сигналов АЭ. Комбинация двух видов нагружения, осуществляемая на ГП, повышает общую достоверность контроля и, возможно, в дальнейшем может быть принята для подобных задач как основной вид испытательного нагружения.  [c.135]

Как видим, благодаря тому, что в комплект основных инструментов входят три инструмента, оказывается возможным изучать поведение каждого из них при помощи двух других инструментов скорость световых сигналов измерять при помощи линеек и часов, длину линеек измерять при помощи световых линеек (т. е. световых сигналов и часов) и ход часов измерять при помощи световых часов (т. е. световых сигналов и линеек).  [c.243]

Обзор способов выработки сигналов при измерении различных величин на вращающихся объектах показывает, что в подавляющем больщинстве случаев информацию об измеряемом параметре можно получить в виде электрического сигнала. При этом электрический сигнал может генерироваться датчиком (например,, термопарой) или отражать изменение электрического тока, пропускаемого через датчик (например, при использовании термометров сопротивления или тензодатчиков). Значительно меньше-распространены другие формы сигналов, вырабатываемых датчиками. Поэтому при рассмотрении способов передачи полученных при измерениях сигналов с вращающихся элементов на неподвиж—ные основное внимание будет уделено передаче электрических сигналов.  [c.310]

Отказы третьей категории допустимы по условиям эксплуатации и не определяют надежности всего изделия или сложной системы. Отказы четвертой категории составляют малую долю среди всех видов отказов, поскольку требования к безотказности работы современных систем, как правило, достаточно высоки. Если же их уровень превосходит регламентированное значение, то они должны быть отнесены к первой категории.. Таким образом, основное число отказов связано с несовершенством изделия с позиций надежности и отражает период его освоения. Наличие этих отказов является сигналом для проведения мероприятий по их ликвидации. Основные же причины потери изделием работоспособности из-за медленно протекающих процессов старения остались при таких испытаниях невыясненными, а показатели надежности неизвестными. Поэтому испытания по оценке параметра потока отказов, являются необходимым, но далеко не достаточным этапом по определению пока телей надежности сложных систем. Главная проблема по испытанию на надежность сложных систем — оценка изменения их выходных параметров за период длительной эксплуатации. i  [c.512]

Наиболее эффективна схема ввода УЗ-колебаний через основной металл привариваемого листа (схема /), так как она позволяет выявить все виды внутренних дефектов в угловых швах и крестовых соединениях при минимальном уровне ложных сигналов. При контроле тавровых соединений по этой схеме появление ложных сигналов может быть обусловлено только отражением от грубых неровностей на наружной поверхности плоскости полки, встречающихся весьма редко и связанных с повреждением металла.  [c.359]

Одним из основных положений акустической динамики машин является представление их акустических сигналов, т. е. шумов и вибраций, в виде случайных процессов.  [c.13]


Максимальные динамические ошибки (параметры приводов по координатам идентичны) возникают при обработке поверхностей, расположенных под прямым углом (рис. 5.12), где 1 — заданный контур, 2 — полученный контур. При этом ошибка бц в основном определяется быстродействием приводов по X и F, а ошибка б — их колебательностью. Управляющие сигналы, поступающие на приводы по координатам, имеют вид скачков скорости  [c.112]

В гл. III отмечено, что аппаратурный способ программирования развиваемых усилий или перемещений с формированием электрических сигналов, пропорциональных нагруженности образца или его деформации, предопределяет основной состав динамической схемы каждой испытательной машины. Применительно к машинам с кривошипным возбуждением динамическая схема в самом общем случае может быть представлена в виде дискретной колебательной системы, изображенной на рис. 63, где l — жесткость образца или общая жесткость образца и других упругих элементов, соединяющих его с возбудителем Сч — жесткость динамометра — масса деталей возбудителя, участвующих в колебательном процессе, совершающая кинематически ограниченные перемещения с амплитудой, равной радиусу кривошипа тп2 — свободная масса на конце нагружаемой системы тз — масса зажимного устройства, сосредоточенная между образцом и динамометром Xj—Лз — динамические перемещения масс, отсчитываемые от их равновесного положения. Размерности этих обозначений зависят от вида возбуждаемых колеба-  [c.97]

Ультразвуковая дефектоскопия сварных соединений и наплавок основана на способности упругих колебаний отражаться от границы двух сред с различными физическими свойствами и выполняется в соответствии с ГОСТ 14782—69 и другими нормативными материалами. С помощью ультразвуковой дефектоскопии выявляются внутренние возможные дефекты сварного соединения трещины, непровары, шлаковые включения, несплавление наплавленного слоя с основным металлом и т. п. Объем ультразвуковой дефектоскопии устанавливается Правилами [9] и может быть уменьшен по согласованию с проектной организацией, материаловедческой организацией, ответственной за выбор материала для данной конструкции, с местными органами Госгортехнадзора в случае серийного изготовления предприятием однотипных изделий при неизменном технологическом процессе, специализации сварщиков на отдельных видах работ и высоком качестве сварных соединений, подтвержденном результатами контроля за период не менее одного года. При ультразвуковой дефектоскопии о наличии дефектов судят по расположению, затуханию или скорости импульсных сигналов.  [c.214]

Монография А. В. Солодова [42] посвящена теоретическим основам исследования линейных систем автоматического управления с переменными параметрами. Основные результаты, изложенные в монографии, относятся к анализу прохождения сигналов в виде заданных и случайных функций времени через систему с переменными параметрами.  [c.10]

Среди ряда функций Ф , Фа,. . . важнейшей для ИУ является функция точности. Она должна определять взаимосвязь погрешности измерений AZ t) с основным набором заданных свойств ИУ, характеристикой его преобразователя с учетом принятых условий градуировки, эксплуатации, формы входных сигналов, вида внешних воздействий и др.  [c.99]

Исследования пульсаций давления в щелевых зазорах проводились при расходе 0,25 0,5 0,75 1,0 и 1,2 (поминальный расход жидкости = 46 м /ч) и номинальной частоте вращения электродвигателя = 3000 мин» . Сигналы с датчиков давления подавались через предварительный усилитель типа М-241 на спектрометры типа СИЧ и СЗЧ и на шлейфный осциллограф. Результаты измерения пульсаций давления в основных зонах взаимодействия элементов корпуса насоса с жидкостью приводятся в виде,осциллограмм процессов (рис. 2, 3) и графиков зависимостей амплитуд составляющих пульсаций давления р от относительного расхода (рис. 4, 5).  [c.113]

Способы передачи сигналов п р и А. р. По характеру передаваемых сигналов различаются 3 основных вида сигналов, посылаемых при Л. р. 1) сигналы незатухающих ь олебаний, 2) тональных колебаний одного тона, посылаемых нри пе[)едаче сигнала, 3) зональных с передачей посылкой 2 тонов (одного — нри передаче сигнала, другого — нри передаче паузы). 1I табл. 5  [c.81]

Из изложенного следует, что БАЗА СИГНАЛА является наиболее информативным параметром процесса, подлежащего регистрации, при оценке максимально необходимого объема памяти и выборе типа регистратора. При исследовании динамики современных машин и механизмов удобно разделить весь частотный диапазон изучаемых процессов на пять областей инфраниз-ких О ч- 10 Гц., низких 10- 50 Гц, средних 50 5-10 Гц, высоких 5 10 1 10 Гц. и сверхвысоких частот 1 10 — 1 10 Гц,. которые для краткости можно назвать соответственно областями квазистатики, медленной, средней, быстрой, ударной динамики [6] — [8]. Такое деление, хотя и является чисто условным, относительно соответствует возможностям существующей регистрирующей аппаратуры различных типов и поэтому достаточно удобно для того, чтобы характеризовать особенности ее применения. Соответствующие области, построенные в координатах полоса частот AF Гц) — длительность регистрируемого процесса Гпр (с) , и распределения основных видов динамических процессов в различных машинах и механизмах в указанных областях показаны на рис. 2. Результаты получены на основании анализа 250 процессов, взятых из более чем ста различных литературных источников, отражающих результаты исследования практически всех видов современного машинного оборудования. В этих работах рассматривалось изменение таких основных видов механических параметров, как моменты, ускорения, перемещения, усилия, давления, вибрации в гидро- и пневмомеханизмах, электромоторах и т. д. Сетка линий В, нанесенная на рис. 2, представляет линии равной базы. Линия В = 10 близка к теоретическому пределу минимально возможного значения базы для физически реализуемых процессов, а линия В = 10 соответствует границе, разделяющей детерминированные и стационарные сигналы от нестационарных. Как следует из рис. 2, все изучаемые процессы имеют значения базы, лежащие в диапазоне 10 -г- 10 . На основании проведенных исследований можно констатировать, что основное количество динамических процессов, встречающихся в современных машинах и механизмах, расположено в трех областях — медленной, средней и быстрой динамики. Область квазистатики занимают низкочастотные вибрации, а область ударной динамики — ударные волны, скачки давления, упругие удары и сверхзвуковые процессы. Динамические процессы в механизмах позиционирования занимают большую часть области средней динамики и область медленной динамики. Ударные процессы в этих механизмах обычно нежелательны.  [c.18]


Существуют автоматические регуляторы прямого действия, работающие без вспомогательных источников энергии, и регуляторы непрямого действия, использующие энергию внешних источников. По виду источника энергии и основного носителя сигналов регуляторы непрямого действия подразделяют на электрические, пневматические, гидравлические и смешанные (электрогидравличес-кпе и электропневматические).  [c.466]

За общей совокупностью сигналов структурных помех при УЗ-контроле аустенитных швов можно выделить такие, у которых огибающие последовательностей эхо-сигналов аналогичны огибающим от дефектов амплитуда сигналов таких помех осциллирует с изменением частоты ультразвука, зависит от угла ввода луча [20]. Помехи названы помехами второго типа, а причина их образования связана с отражением УЗ-волн от слоистых отражателей , образованных наиболее крупными кристаллитами. При расчете амплитуд сигналов таких помех сварной шов рассматривали в виде акустически изотропной среды, в которой хаотично расположены слоистые отражатели , ориентированные произвольным образом. Для контроля такой модели швов были предложены многочастотный (двухчастотный), многолучевой и вариимпульсный способы. Промышленную апробацию прошел двухчастотный способ, который оказался эффективным для швов, в которых основным видом структурных помех являются помехи второго ти-  [c.277]

Существуют различные виды шума, которыми ограничиваются возможности интерферометра интенсивностей, В случае истинно теплового излучения в оптической области спектра основным видом шума почти всегда является дробовой шум, связанный с выходным сигналом фотоприемника. Этот вид шума детально изучается в гл. 9. Вторым видом шума, который может быть основным в диапазоне радиочастот и который, вообще говоря, нельзя считать пренебрежимо малым в случае квазитепловых оптических источников, является классический , или собственный , шум, обусловленный конечной шириной полосы усредняющих фильтров. Он возникает из-за случайных флуктуаций самих оптических волн.  [c.263]

При исследовании малосигнальных схем преобладает спектральное представление сигналов и тогда основным видом одновариантного анализа становится анализ частотных характеристик. В этом случае (1.8 а,б) является линейной и может быть преобразована в систему алгебраических уравнений с помощью преобразований Фурье или Лапласа. Решение полученной системы для различных значений частот позволяет найти ряд ординат частотных характеристик схемы. Очевидно, что анализу частотных характеристик измерительных схем должно предшествовать решение нелинейной задачи анализа статики. Только после решения (1.9) становится известным поло-  [c.23]

Электрическая централизация стрелок и светофоров (ЭЦ) является основным видом управления стрелками и сигаалами на железных дорогах России. При использовании ЭЦ продолжительность приготовления маршрута сокращается до 5…7 с (в зависимости от числа стрелок в нем) против 6… 10 мин при ручном управлении стрелками благодаря ускорению выполнения операций. В аппаратах ЭЦ все необходимые зависимости между стрелками и сигналами могут бьггь исполнены при помощи электрических реле. Такую систему называют релейной централизацией стрелок и сигналов. На сети дорог эту централизацию используют как на малых, так и на крупных станциях.  [c.160]

Рассмотрены основные виды оптических помех естественного и искусственного происхождения, описаны способы овганизацнн искусственных помех, а также механизм воздействия помех на оптико-электронный прибор (ОЭП). Изложены элементы теории оптимального приема сигналов, систематизированы методы защиты ОЭП от помех, приведены примеры схем помехозащищеиных ОЭП, включая адаптивные.  [c.2]

В зависимости от вида обрабатываемых сигналов логические элементы бывают электрические, пневматические, механические, электронные, В зависимости от выполняемых функций по обработке и иреобразоваиию сигналов информации ЛЭ делят на три основные группы.  [c.181]

Графопостроители выпускаются двух основных типов планшетные и рулонные. В планшетном графопостроителе по неподвижной бумаге движется пишущее устройство в виде каретки с пищущими перьями. Поднятие и опускание перьев осуществляются с помощью управляемого электромагнита, а движение каретки—с помощью управляемого шагового электродвигателя. Рулонный графопостроитель отличается тем, что барабан с рулоном бумаги вращается и каретка движется только по одной оси. Управляющие сигналы электродвигателя и электромагнита вырабатываются согласно проектной информации, поступающей из ЭВМ. Связь графопостроителя с ЭВМ осуществляется двояко — непосредственно или через магнитную ленту (перфоленту).  [c.197]

Радиометрия — это метод получения информадии о внутреннем состоянии объекта контроля с регистрацией выходящего пучка излучения в виде электрических сигналов. Схема данного метода контроля приведена на рис. 6.17. В радиометрии используют в основном два метода среднетоковый и импульсный, которые различают способами регистрации излучения и электронной обработки информации. Контроль осуществляется сканированием объекта узким пучком. Плотность потока выходного пучка при наличии дефекта меняется и преобразуется в электрический сигнал, пропорциональный плотности пучка. В среднетоковом методе используют сцинцилляционные кристаллы, которые выдают сигнал в виде среднего тока, а в импульсном — полупроводниковые счетчики, которые регистрируют излучение в виде последовательности импульсов двумя независимыми полупроводниковыми детекторами.  [c.164]

Преобразователи с электрическим сканированием (фазированные решетки) состоят из мозаики пьезоэлемен-тов, на которые раздельно, падают (снимают) электрические сигналы,Преобразователи выполняют в виде одномерной (линейной) или двумерной решетки с шагом не более длины волны используют для последовательного контроля участков изделия малой толщины, изменения угла ввода (качания) луча в дальней зоне (путем создания регулируемого линейного сдвига фаз сигналов на элементах), фокусировки ультразвукового поля (путем создания параболического закона сдвига фаз), перемещения фокальной области, подавления бокозых лепестков при некотором расширении основного луча диаграммы направленности (путем симметричного изменения амплитуд сигналов от центральных к периферийным элементам). Изготавливают из отдельных идентичных пьезоэлементов или путем выполнения пазов в пьезоэлементе большой площади.  [c.219]

Структурные помехи связаны с рассеянием ультразвука на структурных неоднородностях, зернах материала. Их часто называют структурной реверберацией. Импульсы, образовавшиеся в результате рассеяния ультразвука на различных неоднородностях и приходящие к приемгшку в один и тот же момент времени, складываются. В зависимости от случайного соотношения фаз отдельных импульсов они могут усилить или ослабить друг друга. В результате на приемнике прибора структурные помехи имеют вид отдельных близко расположенных пиков (их иногда сравнивают с травой), на фоне которых затруднено наблюдение полезного сигнала. Структурные помехи —основной постоянно действующий фактор, ограничивающий чувствительность при контроле методами отражения, а также комбинированными, связанными с наблюдением отраженных сигналов. Довольно часто структурные помехи превышают донный сигнал, исключая тем самым возможность применения эхо- или зеркально-теневого метода.  [c.287]


Повышение требований к качеству продукции, увеличение производительности основных технологических операций, необходимость повышения информативности, достоверности и получение объективного документа контро гя обусловили необходимость механизации и визуализации УЗК. При ручном контроле подготовительные операции, контроль, отметку дефектных участков, расшифровку результатов, их регистряцню и выдачу заключения осуществляет оператор. Качество этих операций во многом зависит от его квалификации, психофизиологического состояния, добросовестности и окружающих условий. Чем большее число операций контроля будет механизировано, тем более объективные данные можно получить о качестве изделия. Если все функции, выполняемые оператором, передать контролирующему устройству, то в общем виде оно должно содержать следующие функциональные элементы акустический блок, содержащий один или несколько пьезоэлементов механизм сканирования акустического блока систему слежения за швом и качеством акустического контакта систему подачи и сбора контактной жидкости электронный блок для генерирования зондирующих импульсов, приема и усиления эхо-сигналов блок обработки информации с помощью микроЭВМ микропроцессор для контроля за работой всех блоков и управления траекторией и скоростью сканирования в зависимости от полученной информации о дефекте блок регистрации информации на дефсктограмме. Уровень или степень автоматизации зависит от совокупности экономических, технологических, технических и инженерно-психологических требований к методам и средствам контроля и определяется наличием в них упомянутых систем (табл. 7.1) [851.  [c.370]

Под действием мощной накачки на частоте (О13 населенность уровней El и Ез становится одинаковой и равной ( з + i) 2 = 1,0008 2, Как видим, уровень 3 оказывается инверсно заселенным относительно уровня 2, но разность в заселении этих уровней чрезвычайно мала и не может привести к сколько-нибудь высоким коэффициентам усиления. Аналогичные оценки, проведенные для Г = 4,2 К (жидкий гелий), показывают, что при этой температуре ( 3-f -Ь i)/2 = 1,07 2. Таким образом, понижение температуры рабочего Еещества с комдатной до л 4 К повышает инверсную заселенность на два порядка. Этим объясняется тот факт, что квантовые усилители СВЧ диапазона работают, как правило, при температуре жидкого гелия и используются в стационарных установках в высокочувствительных приемниках радиолокационных и ра-диотелескопических систем, в системах связи и т. д. Основным их преимуществом является исключительно низкий уровень собственных шумов. По величине отношения сигнал/шум они примерно в 1000 раз превышают обычные усилители СВЧ диапазона. Это позволяет с их помощью принимать сигналы, не улавливаемые обычной электронной аппаратурой.  [c.336]

Анализ конструкций акустических течеискателей показал, что, в основном, они изготовлены примерно по одинаковым принципиальным схемам. Приемник течеискате-ля улавливает ультразвуковые колебания газа, истекаю-щего через течи, и преобразует их в электрические колебания. В качестве приемника обычно используют пьезоэлектрический микрофон, который либо размещают в корпусе течеискателя (ТУЗ-2, ТУЗ-5М), либо выполняют в виде выносного щупа (АТ-1, АТ-2), в котором смонтирован микрофон и предварительный усилитель высокой частоты, усиливающий электрические колебания по мощности и напряжению. В нем есть несколько каскадов усиления, собранных на транзисторах, поэтому коэффициент усиления можно регулировать. В преобразователе электрические сигналы детектируются по амплитуде, фильтруются и проходят согласующий каскад. Усилитель низкой час ТОТЫ усиливает электрические колебания до величины, необходимой для нормальной работы индикаторного прибора и головных телефонов. В усилителе предусмотрена регулировка коэффициента усиления. Блок питания осуществляет электроснабжение всех узлов течеискателя. В нем есть аккумуляторные батареи, для подзарядки которых служит зарядное устройство.  [c.119]

Устройство адаптивного управления фрезерными станками, оснащенными числовым программным управлением, предназначено для повышения производительности и точности контурной обработки и выполнено в виде отдельного пульта, устанавливаемого около станка совместно с основным устройством ЧПУ. Блок-схема устройства (рис. 134) состоит из трех отдельных блоков блока измерения сил резания Р , и их записи блока коррекции координатных перемещений X и F и блока оптимизации режимов резания. В блоке коррекции сигналы о деформации фрезы преобразуются в соответствующее число импульсов по каждой координате, которые алгебраически суммируются с числом импульсов исходной программы. Результирующий сигнал поступает на отработку в схему управления приводом подач. Блок оптимизации рассчитан на работу в фуккцио-нальном или предельном режиме. При предельном регулировании задается предельное значение результирующей силы резания. Если она превышается, включается световая сигнализация, предупреждающая оператора, работающего на станке. Изменение подачи при функциональном регулировании осуществляется в зависимости от результирующей силы резания. Оно производится посредством изменения частоты управляемого генератора в блоке оптимизации режимов резания. Значения коэффициентов настройки адаптивцого устройства задаются программой или устанавливаются вручную. Устройство, в зависимости от модификации, может применяться в станках как с шаговым, так и со следящим приводом.  [c.213]

Другой составляющей технической базы ЕАСС является аппаратура. Мы уже останавливались на особенностях современной аппаратуры радио-и электросвязи. Поскольку в ней сейчас не все удовлетворяет требованиям вхождения в единую автоматизированную систему связи, то надо думать, что развитие этой аппаратуры в ближайшие годы будет направлено па совершенствование ее в этом направлении. Следует иметь в виду, что в ЕАСС основными потребительными и преобразующими информацию органами постепенно станут вычислительные и управляющие центры, а ее поставщиками — автоматизированные системы с их датчиками. Поэтому, считаясь с тем, что для электронных машин естественной является цифровая (прерывистая, дискретная) форма информации, все виды связи, пользовавшиеся ранее иными формами сигналов, принуждены будут подчиниться требованиям унификации.  [c.394]

Основные технические характеристики комплекса приведены ниже. Исследуемый сигнал аналоговый. Диапазон измеряемых ударных ускорений 10—10 — м-с 2. Форма ударного импульса полусинусоидальная, трапецеидальная, пилообразная, произвольная. В режиме испытаний одиночными ударными воздействиями производится регистрация и анализ только по одному из каналов комплекса одного импульса с длительностью действия 160—400 мс. В режиме испытаний малыми сериями ударных воздействий производится одновременная регистрация одного — четырех импульсных сигналов, поступающих по всем каналам комплекса или любому их сочетанию. Длительность действия ударных импульсов 1,25—400 мс. В режиме испытаний большими последовательностями ударных нагружений число регистрируемых ударных импульсов 10—35 ООО. Сигналы регистрируются полюбому каналу комплекса. В режиме испытания виброудар-ными воздействиями регистрация ведется только по одному из каналов. Обработке подлежат следующие ха-рактеристики виброударного сигнала время нарастания ускорения до максимального значения 0,7—100 мс. Длительность фронта максимального импульса 175 МКС — 10 мс. Комплекс предусматривает документирование входных данных и результатов анализа в каждом режиме испытаний в виде протоколов, а также на перфоленте и магнитной лепте для долговременного хранения.  [c.360]

ГОСТы, нормали, прейскуранты, первичные задания на проектирование, сборочные и подетальные чертежи, схемы, описания, спецификации, результаты испытаний деталей, узлов и машин в виде показаний приборов, графиков, сигналов, результаты совещаний, консультаций, переписки и т. п. Вся эта информация, непрерывно изменяемая и дополняемая в процессе проектирования, в общем процессе развития машиностроения хранится в проектных организациях, библиотеках и архивах. Основным средством регистрации и хранения arofi информации являются документы — текстовые и графические.  [c.18]


Унифицированные сигналы тока и напряжения

При автоматизации технологических процессов используются различные датчики и исполнительные устройства. И те и другие так или иначе связаны с контроллерами или модулями ввода/вывода, которые получают от датчиков измеренные значения физических параметров и управляют исполнительными устройствами.

Представьте, что все устройства, присоединяемые к контроллеру имели бы различные интерфейсы — тогда производителям пришлось бы «плодить» огромное количество модулей ввода-вывода, а для того, чтобы заменить, например, неисправный датчик, нужно было бы искать точно такой же.

Именно поэтому, в системах промышленной автоматики принято унифицировать интерфейсы различных устройств.

В этой статье мы расскажем об унифицированных аналоговых сигналах. Поехали!

Унифицированные аналоговые сигналы

С аналоговыми сигналами мы имеем дело при измерении любых физических величин (температуры, влажности, давления и т.д.), а так же при непрерывном управлении исполнительными устройствами (регулирование скорости вращения двигателя с помощью преобразователя частоты; управление температурой с помощью нагревателя и т.д.).

Во всех перечисленных и им подобных случаях используются аналоговые (непрерывные) сигналы.

В контроллерном оборудовании в подавляющем большинстве случаев используются два типа аналоговых сигналов: токовый 4-20 мА и сигнал напряжения 0-10 В.

Унифицированный сигнал напряжения 0-10 В

При использовании этого типа сигнала для получения информации с датчика весь его (датчика) диапазон делится на диапазон напряжения 0-10 В. Например, датчик температуры имеет диапазоны -10…+70 °С. Тогда при -10 °С на выходе датчика будет 0 В, а при +70 °С — 10 В. Все промежуточные значения находятся из пропорции.

Это же верно для любого другого устройства. Например, если аналоговый выход частотного преобразователя настроен на передачу текущей скорости вращения двигателя — тогда 0 В у него на выходе означает, что двигатель остановлен, а 10 В, что двигатель крутится на максимальной частоте.

Управление сигналом 0-10 В


С помощью унифицированного сигнала напряжения можно не только получать данные о физических величинах, но и управлять устройствами. Например, можно привести трёхходовой клапан в нужное положение, изменить скорость вращения электродвигателя через частотный преобразователь или мощность нагревателя.

Возьмём для примера электродвигатель, частотой вращения которого управляет частотный преобразователь.

Частоту вращения двигателя задаёт контроллер сигналом 0-10 В, приходящим на аналоговый вход частотника.Частота вращения двигателя двигателя может быть от 0 до 50 Гц. Тогда, если в соответствии с алгоритмом контроллер собирается раскрутить двигатель на 25 Гц, он должен подать на вход частотника 5В.

«Токовая петля»: унифицированный аналоговый сигнал 4-20 мА

Аналоговый сигнал 4-20 мА (ещё называют «токовая петля») так же как сигнал напряжения 0-10 В используется в автоматике для получения информации от датчиков и управления различными устройствами.

По сравнению с сигналом 0-10 В сигнал 4-20 мА имеет ряд преимуществ:

  • Во-первых, токовый сигнал можно передать на большие расстояния в сравнении с  сигналом 0-10 В, в котором происходит падение напряжения на длинной линии, обусловленное сопротивлением проводников.
  • Во-вторых, легко диагностировать обрыв линии, т.к. рабочий диапазон сигнала начинается от 4 мА. Поэтому если на входе 0 мА — значит на линии обрыв.

Управление сигналом 4-20 мА

Управление различными устройствами с помощью токового сигнала ничем не отличается от управления с помощью сигнала напряжения. Только в данном случае нужен уже источник не напряжения, а тока.

Если устройство имеет управляющий вход 4-20 мА, то таким устройством может управлять контроллер или другое интеллектуальное устройство, имеющее соответствующий выход.

Например, мы хотим плавно открывать вентиль, имеющий электропривод со входом 4-20 мА. Если подать на вход сигнал тока 4 мА, тогда вентиль будет полностью закрыт, а если подать 20 мА — полностью открыт.

Активный и пассивный аналоговый выход 4-20 мА

Зачастую аналоговый выход датчика, контроллера или другого устройства — пассивный, то есть не может являться источником тока без внешнего питания. Поэтому при проектировании схемы автоматики нужно внимательно изучить характеристики аналоговых выходов используемых устройств, и если они пассивные — добавить в схему внешний источник питания для пропитки токовой петли.

На рисунке представлена схема подключения датчика с выходом 4-20 мА к измерителю-регулятору с соответствующим входом. Поскольку выход датчика пассивный — требуется его пропитка внешним блоком питания.

Нормирующий преобразователь

При измерении физической величины (температуры, влажности, загазованности, pH и др.) датчики преобразуют её значение в ток, напряжение, сопротивление, ёмкость и т.д. (в зависимости от принципа работы датчика). Для того, чтобы привести выходной сигнал датчика к унифицированному сигналу используют нормирующие преобразователи.

Нормирующий преобразователь — устройство, приводящее сигнал первичного преобразователя к унифицированному сигналу тока или напряжения.

Так выглядит датчик температуры с нормирующим преобразователем:


Что такое Signal Write, его различные типы?

Сигнал: Сигнал представляет собой электромагнитную или световую волну, представляющую данные.

Сигналы используются для передачи данных от одного устройства к другому по каналу связи.

В данных сигналы связи используются для отправки данных из одного места в другое. Сигнал передается электромагнитными или световыми путями. Одним из наиболее важных примеров является передача сигнала между различными точками.Простейшей формой сигнала является постоянный ток (dc), который включается и выключается. Это принцип, по которому работал первый телеграф. В телефонии сигнал — это специальные данные, которые используются для настройки или управления связью

.

Классификация знаков ls

Сигнал может быть классифицирован как

  • Электрический сигнал
  • Оптический сигнал
  • Электромагнитный сигнал

Электрический сигнал

Когда электрические события служат для передачи информации между двумя точками, эти сигналы называются электрическими сигналами.Например, изменения напряжения, силы тока, частоты и т. д. Проще говоря, мы говорили, что электрический сигнал — это способ передачи информации посредством использования электричества, которое несет сообщение. Существует много типов электрических сигналов, таких как аналоговые, цифровые. Микрофоны, факсимильные аппараты, термопары, пульты дистанционного управления для телевизоров являются одними из примеров электрических сигналов.

Оптический сигнал

Оптический (световой) — это передовая технология, в которой данные передаются с помощью электрического напряжения по оптическому волокну.

Электромагнитный сигнал

Электромагнитный сигнал представляет собой синусоидальные волны. Электромагнитный сигнал состоит из двух компонентов: один представляет собой электрическую энергию (синусоида), а другой представляет собой магнитную волну, которая перпендикулярна электрической волне. Электромагнитный сигнал распространяется через свободное пространство, как в беспроводной сети

Типы сигналов

Есть два типа сигнала

  • Аналоговый сигнал
  • Цифровой сигнал

Аналоговый сигнал

Аналоговый сигнал представляет собой непрерывный электрический сигнал в форме волны.

В аналоговом сигнале информация преобразуется в электрические импульсы различной амплитуды, поэтому мы говорим, что эти сигналы, в которых некоторые характеристики увеличиваются и уменьшаются таким же образом, как и передаваемая вещь, называются аналоговыми сигналами. Ам-радио — один из очень простых примеров аналоговых сигналов, в которых сила радиоволны увеличивается и уменьшается по аналогии с громкостью исходного звука.

Цифровой сигнал

Цифровой сигнал представляет собой последовательность напряжений, представленную в двоичной форме.Цифровой сигнал представляет собой электрические импульсы «ВКЛ» и «ВЫКЛ», эти сигналы имеют дискретную форму. Цифровые сигналы быстрее и эффективнее. Они обеспечивают низкий уровень ошибок. Вся передача данных между компьютером осуществляется в цифровой форме.

В цифровом сигнале информация преобразуется в двоичный формат, который равен нулю или единице, где каждый бит представляет две различные амплитуды, которые показывают наличие или отсутствие тока высокого и низкого напряжения или коротких импульсов на определенной частоте.Цифровые сигналы непостоянны, они изменяются отдельными шагами.

Типы аналогового сигнала

Существует два типа аналогового сигнала

  • Простой аналоговый сигнал
  • Составной аналоговый сигнал

1 ) простой аналоговый сигнал: —

синусоида не может быть разложена на простой сигнал. Синусоида является наиболее фундаментальной формой.

2) композитный сигнал: —

Многие полезные сигналы не меняются на гладкой кривой ч/б максимальной и минимальной амплитуды (высоты сигнала).Нерегулярный последовательный цикл после цикла называется составным сигналом.


Родственный:

Типы неуправляемых носителей

Разница между управляемым и неуправляемым носителем

Введение в передачу данных и ее типы

Средства связи и их типы

Разница между параллельной и последовательной связью

Что такое электронная связь

Сеть и сеть

Режимы передачи и их типы


Аналоговый vs.Типы цифровых сигналов и примеры — видео и стенограмма урока

Что такое аналоговый сигнал?

Аналоговые сигналы — это тип сигналов, посылаемых в виде непрерывной волны. Эти волны могут различаться как по амплитуде, так и по частоте. Мы можем сравнить эти типы волн с волнами в океане, качающимися вверх и вниз с разной скоростью и высотой.

Волна, создаваемая аналоговым сигналом, также известна как синусоида. Это непрерывная волна с различными частотами и амплитудами.Аналоговый сигнал может перемещаться в любом месте волны и между минимальным и максимальным значениями. Это означает, что он может иметь бесконечные значения между максимальным и минимальным значениями волны.

Что такое цифровой сигнал?

Цифровые сигналы — это сигналы, представленные в виде дискретных значений. Это означает, что существует конечное количество значений, в которые может быть преобразован сигнал. Обычно цифровые сигналы представляются как «включено» или «выключено» и задаются в двоичном коде. Двоичный код представлен одним из двух значений, 1 или 0, где «значение вверх», равное 1, означает «включено», а «значение вниз», равное 0, означает «выключено». Представьте, что лает собака. Когда он лает, он «включен», а когда он тихий, он «выключен». Это очень простая аналогия двоичного кода.

Примеры аналоговых и цифровых сигналов

Взгляните на аналоговые часы.

аналоговые часы

У этих часов есть большая стрелка, маленькая стрелка и стрелка, обозначающая секунды.Аналоговые часы не меняются от одной минуты к другой. Секундная стрелка движется круглосуточно, и это непрерывное движение представляет собой аналоговую волну. Секундная стрелка движется плавно и может удерживать бесконечное количество значений.

Теперь взгляните на цифровые часы.

цифровые часы

Хотя эти часы показывают время как аналоговые, они делают это иначе.Цифровые часы меняют свое значение дискретно. Это означает, что они мгновенно меняются от одной минуты к другой. Даже если в ваших цифровых часах есть секунды, секунды переходят от одной к другой, а не непрерывно и плавно.

Давайте рассмотрим еще несколько примеров технологий, использующих аналоговые и цифровые сигналы.

Аналоговый Цифровой
стационарный телефон умные часы
термометр сотовый телефон
электровентилятор клавиатура
ручка громкости на магнитоле планшет

Аналоговый и цифровой сигнал

аналогово-цифровой-аналоговый

При сравнении цифровых и аналоговых волн и их общей надежности с передачей и приемом данных цифровые волны более надежны, чем аналоговые.Это связано с характером волн, по которым распространяется сигнал. Это также причина, по которой многие новые технологии перешли на использование цифровых сигналов.

Как уже говорилось, двоичные цифровые сигналы генерируются серией команд «вкл» или «выкл». Однако это не всегда так просто, как кажется. Например, когда кто-то входит в темную комнату, он включает выключатель. Когда переключатель находится в нижнем положении, это обычно означает, что свет выключен. Когда они переключают выключатель света в верхнее положение, они включают свет.Это очень похоже на то, как работают цифровые сигналы, но они могут быть более сложными.

Давайте подумаем об этом с помощью песни. Как трансформируется песня, когда звук слетает с уст человека? Песни не даются как простой сигнал включения или выключения. Они бывают разной высоты и громкости, что усложняет их передачу.

Представьте, что кто-то записывает песню в студии звукозаписи. Звук, исходящий из их рта, передается через аналоговые волны. Эти волны проходят в микрофон и в устройство, называемое аналого-цифровым преобразователем.В этот момент аналоговые волны преобразуются в цифровые (битовые) волны. В этот момент певец не может слышать песню ушами. Опять же, сигнал необходимо преобразовать в другую форму. Затем цифровые волны отправляются в цифро-аналоговый преобразователь, где цифровые волны преобразуются в аналоговые волны. Песня теперь может перемещаться в среду, которая позволяет певцу услышать песню, например, в динамике.

Краткий обзор урока

Сигналы используются для передачи, приема и считывания различных типов информации.Сигналы бывают двух типов: аналоговые и цифровые.

  • Аналоговые сигналы — это типы сигналов, распространяющихся по синусоиде. Информация, отправляемая с помощью аналоговых сигналов, движется непрерывно и плавно с бесконечными значениями.
  • Цифровые сигналы — это тип сигналов, которые распространяются по дискретным схемам. Двоичный код является основным методом передачи цифровой информации. Двоичный представлен в «1» или «0».

Многие устройства используют как аналоговые, так и цифровые сигналы.Аналоговые часы — это пример устройства, использующего аналоговые сигналы, а цифровые часы — пример устройства, использующего цифровые сигналы. Из-за природы цифровых сигналов они считаются более надежными и их легче восстановить, чем аналоговые сигналы.

Сигналы и системы | Блестящая математика и естественные науки вики

Весь мир сигналов можно сгруппировать в классы, каждый из которых имеет важные свойства. Кроме того, эти классы имеют противоположные классы.Например, противоположностью непрерывному сигналу является дискретный сигнал. Сигнал может быть определен с использованием нескольких классов, если не используются два противоположных класса.

Непрерывные и дискретные сигналы

Непрерывные сигналы — это сигналы, для которых значение сигнала определяется на каждом временном интервале. Это очень похоже на сигналы, описанные в предыдущем разделе.

Дискретные сигналы — это сигналы, для которых значение сигнала определяется только в дискретные моменты времени, например, может быть каждую секунду.График сигнала дискретного времени выглядит так:

Сигнал дискретного времени (красные стрелки) и сигнал непрерывного времени (серая линия) [2]

Существует важная математика, связанная с переводом между непрерывными сигналами и дискретными сигналами. Часто выборка используется для преобразования непрерывных сигналов, встречающихся в реальном мире, в дискретные сигналы, используемые при анализе сигналов. Изменение домена вашего сигнала, как и в случае преобразования непрерывного сигнала в дискретный, часто используется при обработке сигналов.

Детерминированные и недетерминированные сигналы

Детерминированные сигналы — это сигналы, для которых нет неопределенности в отношении их значения в любой момент времени. Любой сигнал, который можно определить с помощью математической формулы, такой как функция единичного шага, является детерминированным.

Недетерминированные сигналы имеют элемент случайности в своих значениях и поэтому не могут быть определены с помощью какой-либо четко определенной математической формулы. Вместо этого они моделируются с использованием вероятностных формул.

Четные и нечетные сигналы

Сигнал является четным, если он удовлетворяет уравнению f(t)=f(−t)f(t) = f(-t)f(t)=f(−t). Другими словами, четные функции симметричны относительно оси yyy. Сигнал является нечетным, если он удовлетворяет уравнению f(t)=-f(-t)f(t) = -f(-t)f(t)=-f(-t). Другими словами, по оси yyy сигнал отражается по оси xxx. Например, cos⁡(t)\cos(t)cos(t) — четный сигнал, а sin⁡(t)\sin(t)sin(t) — нечетный сигнал.

Сигнал может быть четным или нечетным ; или это может быть ни то, ни другое, как большинство.

Четный сигнал [3]

Нечетный сигнал [3]

Периодические и апериодические сигналы

Сигнал является периодическим, если он удовлетворяет уравнению f(t)=f(t+T)f(t) = f(t+T)f(t)=f(t+T), где TTT — основное время период. На самом деле это означает, что если сигнал f(t)f(t)f(t) повторяется каждый раз TTT, он является периодическим. Апериодическая функция не повторяется.Примером периодического сигнала является любой синусоидальный сигнал, такой как cos⁡(x)\cos(x)cos(x). Примером апериодического сигнала является единичный импульсный сигнал. Он сигнализирует о импульсе в f(0)f(0)f(0), но потом ничего.

Действительные и мнимые сигналы

Сигнал является действительным, если в каждый момент времени его значение на 100 % действительное, а мнимая единичная часть равна нулю. И наоборот, сигнал является мнимым, если его значение полностью мнимое в каждый момент времени.

Цифровая передача сигналов — обзор

12.4.2 Позиционеры

В настоящее время позиционеры не считаются универсальным решением многих проблем. На самом деле, в некоторых схемах управления установка позиционера может быть вредной. В то время как использование позиционеров является преимуществом в медленных системах, это может быть недостатком в случае контуров управления с коротким временем возврата в исходное положение. Лучшее решение — правильно подобрать размер привода и пружины и обеспечить правильную работу клапана без необходимости использования позиционера.

Однако следует рассмотреть возможность использования позиционера для:

систем с разделенным диапазоном, где контроллер управляет более чем одним клапаном; хотя сейчас предпочтительнее разделить выход контроллера электронным способом, см. раздел 12.4.5, и управлять каждым клапаном в диапазоне с помощью сигнала полного диапазона из диспетчерской.

приводы, работающие при более высоких наилучшее управление с минимальным перерегулированием и максимально быстрой реакцией в системах с длинными пневматическими сигнальными линиями между клапаном и регулятором.В этом случае лучше использовать электрическую аналоговую или цифровую передачу сигнала

, когда контур управления медленно реагирует на изменения положения клапана, и поэтому требуется очень точное позиционирование

Позиционер также должен быть рекомендуется для относительно медленных систем, таких как смешивание/разделение, контроль уровня и температуры, когда объем и масса перекачиваемых жидкостей велики по сравнению с действием процесса.

Позиционер клапана представляет собой механизм обратной связи.Он позволяет позиционировать клапаны точно в соответствии с выходным сигналом контроллера при наличии значительных возмущений, вызванных неуравновешенными силами, действующими на шток клапана, изменениями температуры привода и т.д. Даже относительно небольшой привод, который в противном случае должен был бы быть настроен на неприемлемую степень, может точно перемещаться, когда позиционер клапана используется для подачи сигнала о положении клапана. Позиционеры принимают пневматический управляющий сигнал от 0,21 до 1,03 бар изб.Давление подачи воздуха должно быть как минимум на 0,4 бар выше максимального давления на выходе, а давление на входе до 6 бар изб. является довольно стандартным. Давление на выходе позиционера к приводу можно регулировать в пределах от 0% до номинально 100% давления подачи. Гистерезис позиционера не должен превышать 0,5%.

На рис. 12.32 схематично показано расположение стандартного сильфонного позиционера, установленного на диафрагменном приводе.

Рисунок 12.32. Схематическое изображение сильфонного позиционера

Обычно корпус позиционера крепится к бугелю привода, как показано на рис. 12.33.

Рисунок 12.33. Сильфонный позиционер, установленный на диафрагменном приводе

Позиционер определяет перемещение плунжера клапана с помощью рычага, который соединен со штоком между плунжером и приводом, см. рис. 12.34. Сигнал от контроллера, от 0,21 до 1,03 бар изб., передается на сильфон позиционера через соединение с прибором. Сильфон расширяется по мере увеличения давления входного сигнала, в то время как внутренняя натяжная пружина пытается ограничить движение. Сжатый воздух из линии подачи воздуха подается на реле, где он встречается как с обвязкой клапана реле, так и с небольшим жиклером дросселя.Затем воздух проходит в камеру, полностью закрытую диафрагмой, за исключением выпускного отверстия в атмосферу. Это сопло остается открытым, если балка и узел заслонки находятся в средней точке своего хода.

Рисунок 12.34. Схематическое изображение сильфонного позиционера, установленного на диафрагменном приводе

Перемещаются ли узел балки и заслонки вправо или влево, зависит от настройки входного сигнала сильфона и положения клапана. Если, например, балка и заслонка в сборе сдвинуты влево позиционным кулачком или сильфоном управляющего сигнала, сопло будет сужено, и через ограничитель будет проходить больше воздуха, чем через сопло, вызывая повышение давления в диафрагменная камера.Обвязка релейного клапана давит влево, закрывая выпускной канал и открывая линию подачи давления к верхней части диафрагмы привода.

Повышенное давление толкает привод вниз, тем самым перемещая кулачковый рычаг, заставляя кулачок вращаться. Это позволяет узлу балки и заслонки отойти от сопла, тем самым создавая сбалансированную ситуацию, при которой сопло выпускает равное количество воздуха, подаваемого ограничителем. После этого трим релейного клапана принимает уравновешенное положение, перекрывая как подачу свежего воздуха к верхней части диафрагмы привода, так и выпускной канал из верхней части привода в атмосферу.

Теперь клапан отбалансирован и остается в положении, определяемом входным сигналом. Если сигнальное давление на сильфон уменьшится, то узел балки и заслонки отодвинется от сопла, что приведет к падению давления в камере диафрагмы. Выпускной канал открывается, и воздух выпускается. Давление в верхней части привода уменьшается, т. е. давление на мембрану уменьшается, в результате чего пружина привода заставляет шток клапана двигаться вверх. Кулачок следует за движением, заставляя отверстие сопла совпадать с ограничительным отверстием.Реле находится в равновесии, и клапан принимает положение, определяемое входным сигналом. Воздух не выходит из верхней части привода. Теперь клапан снова готов к приему нового управляющего сигнала через вход сильфона. Кулачок можно «охарактеризовать», т. е. изменить профиль, чтобы отрегулировать характеристики потока клапана.

Позиционер обычно снабжен манометрами, см. рис. 12.35 и 12.36. Датчики показывают:

Рисунок 12.35. Внутренние детали позиционера и манометры

Рисунок 12.36. Расположение давления давления и подключения

давление воздуха по питанию

сигнал входного давления от контроллера

давление сигнала к диафрагме

позиционер может быть оснащены перепускными клапанами, которые позволяют передавать выходной сигнал контроллера непосредственно на мембрану привода.

ПРИМЕЧАНИЕ: Опасно использовать позиционеры, оснащенные перепускными клапанами, в сочетании с регулирующими клапанами, работающими в схемах с разделенным диапазоном, или там, где давление на мембране выше, чем давление сигнала контроллера.Поэтому использование перепускных клапанов в таких системах не рекомендуется, и их следует снять, если они установлены, перед вводом клапанов в эксплуатацию.

На рис. 12.37 схематично показано расположение позиционера, соединенного трубопроводом с поршневым цилиндром. Сигнал давления приборного воздуха от контроллера, от 0,21 до 1,03 бар изб., от 3 до 15 фунтов на кв. дюйм, воздействует на сильфон позиционера. Сильфон имеет тенденцию расширяться по мере увеличения сигнального давления, а коленчатый рычаг поворачивается вокруг точки опоры.

Рис. 12.37. Схематическое расположение позиционера для поршневого привода

Это приводит к закрытию сопла реле A и открытию сопла реле B. Это вызывает:

давление в реле A увеличивается, что заставляет давление воздуха над поршнем увеличить; давление в верхнем цилиндре

снижение давления в реле B, что вызывает соответствующее снижение давления воздуха под поршнем; давление в нижнем цилиндре

Эта «неуравновешенность» заставляет поршень перемещаться вниз в цилиндре до тех пор, пока плунжер клапана не займет правильное положение по отношению к входному воздушному сигналу, передаваемому от контроллера.Движение поршня передается обратно на коленчатый рычаг через «диапазонную пружину», нижняя часть которой прикреплена к верхнему концу штока поршня. Когда осевая сила, создаваемая пружиной диапазона, уравновешивает давление сильфона управляющего сигнала, давления в обоих реле A и B выравниваются, и поршень останавливается.

Поршневые приводы могут быть поставлены для открытия или закрытия клапана по мере увеличения давления управляющего сигнала. Это достигается изменением положения сильфона на противоположное, как показано на рисунке 12.37.

Позиционеры для поршневых приводов могут быть встроены «в линию» на конце цилиндра, как схематично показано на рис. 12.38.

Рисунок 12.38. Встроенный позиционер для поршневого привода

Позиционеры могут быть установлены на поворотные клапаны с пневматическим приводом. Позиционер монтируется на самом шпинделе клапана, как показано на рис. 12.39. Это устройство намного проще, чем более ранние схемы, которые требовали специально разработанного типа привода. Основное различие между двумя вариантами заключается в том, что для привода цилиндра требуется двойное реле, а воздух должен подаваться как над, так и под поршнем.Рисунок 12.40 наглядно демонстрирует принцип работы.

Рисунок 12.39. Привод с вращающейся мембраной, установленный на эксцентриковом плунжерном клапане

Рисунок 12.40. Схематическое расположение позиционера для поворотных клапанов

Если колебания давления на выходе регулятора малы, то золотниковый клапан, подающий воздух в цилиндр, останется неподвижным. Изменение давления будет передаваться непосредственно на вращающуюся диафрагму. Если изменение выходной мощности велико, то золотниковый клапан либо впускает, либо выпускает воздух по мере необходимости и вызывает быстрое движение диафрагмы.Обратная связь положения клапана обеспечивается характерным кулачком, прикрепленным к шпинделю клапана, и пружиной обратной связи. Входной сигнал уменьшения заставляет сигнальный модуль выпускать воздух через выпускное отверстие и вызывает противоположную последовательность событий во всей системе. Мембранный привод принимает новое положение, соответствующее величине сигнала от контроллера.

Пневматические приводы могут быть устроены так, чтобы обеспечивать управление в «разделенном диапазоне», что позволяет получить полный ход клапана, используя только часть 0.Диапазон давления управляющего сигнала от 21 до 1,03 бар изб. Это позволяет управлять несколькими клапанами с помощью одного контроллера. Позиционеры клапанов могут использоваться для обеспечения работы регулирующих клапанов с раздельным диапазоном. Типичным применением является паровой диапазон, показанный на рис. 12.41. Когда система находится в равновесии, количества пара, поступающего в диапазон в точке А, достаточно для поддержания постоянного давления в диапазоне. Если потребность в паре в B превышает подачу, давление в диапазоне будет иметь тенденцию к снижению. Это определяется контроллером давления обратного действия PIC таким образом, что его выходной сигнал начинает увеличиваться.В результате через клапан 1 в турбину обратного давления будет подаваться больше пара. Если нет других ограничений, это может продолжаться до тех пор, пока не будет достигнут предел ее пропускной способности. Если этого недостаточно для поддержания давления в диапазоне, дополнительный пар подается непосредственно из котла через вентиль 2.

Рисунок 12.41. Раздельное управление диапазоном парового диапазона

И наоборот, если подача превышает потребность, поток к турбине противодавления дросселируется, и, если этого недостаточно для восстановления давления диапазона до его заданного значения, открывается клапан 3, чтобы сбросить избыточное давление. пара в конденсатор.Когда спрос уменьшается, последовательность меняется на обратную. Клапан 2 начинает постепенно закрываться. Когда он закрыт, клапан 1 начинает закрываться до тех пор, пока система снова не придет в равновесие с сигналом на клапаны около 0,5 бар изб., 8 фунтов на кв. дюйм. При дальнейшем снижении потребности выходной сигнал начинает падать ниже 0,5 бар изб., клапан 3 начинает открываться поэтапно и полностью открывается при 0,2 бар изб., после чего из системы выпускается избыточный пар. Если потребление увеличивается, клапан 3 снова начинает закрываться до тех пор, пока система не будет сбалансирована при заданном давлении в системе, при этом выходной сигнал равен 0.5 бар изб.

Одним из многих преимуществ такой системы является то, что весь контур может контролироваться всего одним контроллером, который можно увеличивать или уменьшать в соответствии с требованиями для управления всеми клапанами в системе. В практическом устройстве такого рода должны быть адекватные резервные возможности, чтобы справиться с отказом прибора.

В классической схеме выходной сигнал регулятора давления прямого действия от 0,21 до 1,03 бар изб. (или от 4 до 20 мА, если регулятор электронный) делится на три полосы путем тщательной настройки калибровки позиционеров на клапанах. 1, 2 и 3:

клапан 3: 0.2 бар изб. (открыт) до 0,5 бар изб. (закрыт)

клапан 1: 0,5 бар изб. (закрыт) до 0,7 бар изб. (открыт)

клапан 2 (закрыт) до 0,7 бар изб. (открытый)

Такое расположение достаточно эффективно, но калибровку трудно выполнить в условиях эксплуатации в полевых условиях, и она имеет тенденцию смещаться под воздействием вибрации и экстремальных температур, обычно возникающих на промышленных предприятиях под открытым небом.

Более удовлетворительным способом организации управления с разделением диапазонов, скажем, паровой плиты, является электронное разделение выходного сигнала контроллера с помощью трех электронных селекторных реле в диспетчерской, где может быть гарантирована долговременная стабильность настроек около 0.1%. Каждый из трех клапанов управляется выходным сигналом полного диапазона от 0,21 до 1,03 бар изб. соответствующего реле выбора сигнала.

Все описанные выше позиционеры являются пневматическими/механическими устройствами. Пневматический управляющий сигнал сравнивается с положением штока клапана и при необходимости вносятся коррективы. Клапан/привод/позиционер должны быть расположены как можно ближе к контроллеру, чтобы уменьшить потери на падение давления в трубопроводе. В некоторых сложных технологических установках и в распределительных сетях контроллер может располагаться на значительном расстоянии от клапана.Распределительные системы, управляемые из центральной диспетчерской, могут передавать управляющие сигналы по радио или оптоволоконному каналу. Требуется интерфейс между электрическими сигналами и пневматической операционной системой. Электропневматический позиционер выполняет это требование.

Электропневматический позиционер устанавливается на бугель привода, а звено соединяется со штоком клапана обычным способом. Управляющий сигнал составляет от 4 до 20 мА или от 2 до 10 В. Управляющий сигнал сравнивается с положением клапана через кулачок, который при необходимости можно «охарактеризовать».Позиционер снижает давление подачи воздуха до модулированного управляющего давления от 0,21 до 1,03 бар изб., которое направляется на диафрагму или поршень. Эти позиционеры могут быть одинарного или двойного действия и настроены на обратное действие. Работа с разделенным диапазоном может быть обеспечена внутренними настройками. Типовые рабочие параметры электропневматического позиционера показаны в таблице 12.7.

Таблица 12.7. Типовые рабочие параметры электропневматического позиционера

Параметр Значение
Управляющий сигнал От 4 до 20 мА при 8.5 V DC Минимум
Поставка давления воздуха 1.4 до 6.9 4
Выходное давление воздуха 0 до 100%
Чувствительность 0,1% SPAN 0,1% SPAN
Linearity 1,5%
Гистерезис Диапазон 0,5 %

Альтернативное электропневматическое управление позиционером для мембранных приводов может осуществляться с помощью электромагнитных клапанов. Сигнал управления движением может быть пневматическим или электрическим; при использовании пневматики он немедленно преобразуется в сигнал электрического тока.Сигнал позиционера 4–20 мА электронно сравнивается с управляющим сигналом 4–20 мА. Если исполнительный механизм должен еще больше сжать пружину, электромагнитный клапан подачи воздуха открывается до тех пор, пока сигналы не совпадут. Если привод переместился слишком далеко, электромагнитный клапан в вентиляционной линии открывается и позволяет пружине возвращать привод до тех пор, пока сигналы не совпадут. Интеллектуальная электроника позиционера может быть сконфигурирована с использованием протокола HART по токовой петле.

Клапаны с электрическим приводом могут иметь дополнительные устройства позиционирования.Шток или шпиндель снабжен потенциометром или датчиком текущего положения. Каждое положение штока/шпинделя соответствует модулированному электрическому сигналу от 4 до 20 мА или от 2 до 10 В. Электрический позиционер сравнивает сигнал клапана с управляющим сигналом и передает соответствующий сигнал на электродвигатель. Некоторые позиционеры могут изменять скорость двигателя пропорционально расхождению между двумя сигналами. Электрические позиционеры могут использоваться для работы с разделенным диапазоном аналогично пневматическим позиционерам.

Позиционеры последних разработок представляют собой бесконтактные устройства, которые «наблюдают» за штоком или шпинделем клапана. Детекторы приближения определяют положение целей на штоке или шпинделе. Используя цифровую систему с собственным встроенным микропроцессором, они могут анализировать работу клапана/привода — управляющий сигнал, выходной сигнал, положение штока клапана, время отклика; и создать индивидуальную «подпись». Если характеристики клапана/привода отклоняются от заданных, может сработать аварийный сигнал, уведомляющий о профилактическом обслуживании.

Аналоговый и цифровой — Learn.sparkfun.com

Авторы: Джимблом Избранное Любимый 62

Обзор

Мы живем в аналоговом мире. Существует бесконечное количество цветов для окрашивания объекта (даже если разница неразличима для нашего глаза), существует бесконечное количество тонов, которые мы можем слышать, и существует бесконечное количество запахов, которые мы можем чувствовать.Общим для всех этих аналоговых сигналов является их бесконечных возможностей.

Цифровые сигналы и объекты относятся к области дискретных или конечных , что означает, что существует ограниченный набор значений, которыми они могут быть. Это может означать всего два возможных значения: 255, 4 294 967 296 или что-то еще, если это не ∞ (бесконечность).

Объекты реального мира могут отображать данные, собирать входные данные с помощью аналоговых или цифровых средств. (Слева направо): часы, мультиметры и джойстики могут иметь любую форму (аналоговые вверху, цифровые внизу).

Работа с электроникой означает работу с аналоговыми и цифровыми сигналами, входами и выходами. Наши проекты в области электроники должны каким-то образом взаимодействовать с реальным, аналоговым миром, но большинство наших микропроцессоров, компьютеров и логических устройств являются чисто цифровыми компонентами. Эти два типа сигналов подобны разным электронным языкам; некоторые компоненты электроники двуязычны, другие могут понимать и говорить только на одном из двух.

В этом руководстве мы рассмотрим основы как цифровых, так и аналоговых сигналов, включая примеры каждого из них.Мы также поговорим об аналоговых и цифровых схемах и компонентах.

Предлагаемая литература

Аналоговая и цифровая концепции существуют сами по себе и не требуют больших знаний в области электроники. Тем не менее, если вы еще этого не сделали, вам следует просмотреть некоторые из этих руководств:

Аналоговые сигналы

Определение: Сигналы

Прежде чем идти слишком далеко, мы должны немного поговорить о том, что на самом деле представляет собой сигнал , в частности, электронные сигналы (в отличие от сигналов светофора, альбомов ультимативного трио или общего средства связи).Сигналы, о которых мы говорим, представляют собой изменяющихся во времени «количеств», которые передают какую-то информацию. В электротехнике изменяющаяся во времени величина обычно равна напряжению (если не этому, то обычно току). Поэтому, когда мы говорим о сигналах, просто думайте о них как о напряжении, которое меняется во времени.

Сигналы передаются между устройствами для отправки и получения информации, которая может быть видео, аудио или какими-то закодированными данными. Обычно сигналы передаются по проводам, но они также могут передаваться по воздуху с помощью радиочастотных (РЧ) волн.Например, аудиосигналы могут передаваться между звуковой картой вашего компьютера и динамиками, а сигналы данных могут передаваться по воздуху между планшетом и маршрутизатором WiFi.

Графики аналоговых сигналов

Поскольку сигнал изменяется во времени, полезно изобразить его на графике, где время отложено по горизонтальной оси x , а напряжение по вертикальной оси y . Глядя на график сигнала, обычно самый простой способ определить, является ли он аналоговым или цифровым; график зависимости аналогового сигнала от напряжения должен быть гладким и непрерывным .

Хотя эти сигналы могут быть ограничены диапазоном максимальных и минимальных значений, в этом диапазоне по-прежнему существует бесконечное количество возможных значений. Например, аналоговое напряжение, выходящее из настенной розетки, может быть зажато между -120 В и +120 В, но, увеличивая разрешение все больше и больше, вы обнаружите бесконечное количество значений, которыми на самом деле может быть сигнал (например, 64,4 В). , 64,42 В, 64,424 В и бесконечные, все более точные значения).

Пример аналоговых сигналов

Видео- и аудиопередачи часто передаются или записываются с использованием аналоговых сигналов.Например, композитное видео, выходящее из старого разъема RCA, представляет собой кодированный аналоговый сигнал, обычно в диапазоне от 0 до 1,073 В. Крошечные изменения в сигнале оказывают огромное влияние на цвет или местоположение видео.

Аналоговый сигнал, представляющий одну строку композитных видеоданных.

Чистые аудиосигналы также являются аналоговыми. Сигнал, выходящий из микрофона, полон аналоговых частот и гармоник, которые в совокупности создают прекрасную музыку.

Цифровые сигналы

Цифровые сигналы должны иметь конечный набор возможных значений.Количество значений в наборе может быть от двух до очень большого числа, которое не бесконечно. Чаще всего цифровые сигналы представляют собой одно из двух значений — например, 0 В или 5 В. Временные графики этих сигналов выглядят как квадратных волны .

Или цифровой сигнал может быть дискретным представлением аналогового сигнала. Издалека приведенная ниже волновая функция может показаться гладкой и аналоговой, но если присмотреться, то можно увидеть крошечные дискретные шага , когда сигнал пытается аппроксимировать значения:

В этом большая разница между аналоговыми и цифровыми волнами.Аналоговые волны гладкие и непрерывные, цифровые волны ступенчатые, прямоугольные и дискретные.

Пример цифровых сигналов

Не все аудио- и видеосигналы являются аналоговыми. Стандартные сигналы, такие как HDMI для видео (и аудио) и MIDI, I 2 S или AC’97 для аудио, передаются в цифровом виде.

Связь между интегральными схемами в основном цифровая. Такие интерфейсы, как последовательный, I 2 C и SPI, передают данные в виде закодированной последовательности прямоугольных сигналов.

Последовательный периферийный интерфейс (SPI) использует множество цифровых сигналов для передачи данных между устройствами.

Аналоговые и цифровые схемы

Аналоговая электроника

Большинство основных электронных компонентов — резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, диоды, транзисторы и операционные усилители — по своей сути являются аналоговыми. Схемы, построенные из комбинации только этих компонентов, обычно являются аналоговыми.

Аналоговые схемы обычно представляют собой сложные комбинации операционных усилителей, резисторов, конденсаторов и других основных электронных компонентов.Это пример аналогового аудиоусилителя класса B.

Аналоговые схемы могут быть очень элегантными и состоять из множества компонентов, или они могут быть очень простыми, например, два резистора, объединенные в делитель напряжения. В целом, однако, аналоговые схемы гораздо сложнее проектировать, чем те, которые решают ту же задачу в цифровом виде. Для разработки аналогового радиоприемника или аналогового зарядного устройства требуется особый мастер аналоговых схем; цифровые компоненты существуют для того, чтобы сделать эти конструкции намного проще.

Аналоговые цепи обычно гораздо более восприимчивы к шуму (небольшие нежелательные колебания напряжения). Небольшие изменения уровня напряжения аналогового сигнала могут привести к значительным ошибкам при обработке.

Цифровая электроника

Цифровые схемы работают с использованием цифровых дискретных сигналов. Эти схемы обычно состоят из комбинации транзисторов и логических элементов, а на более высоких уровнях — микроконтроллеров или других вычислительных микросхем. Большинство процессоров, будь то большие мощные процессоры в вашем компьютере или крошечные микроконтроллеры, работают в цифровом мире.

В цифровых схемах используются такие компоненты, как логические вентили или более сложные цифровые ИС (обычно представленные прямоугольниками с отходящими от них помеченными выводами).

Цифровые схемы обычно используют двоичную схему для цифровой сигнализации. Эти системы назначают два разных напряжения как два разных логических уровня — высокое напряжение (обычно 5 В, 3,3 В или 1,8 В) представляет одно значение, а низкое напряжение (обычно 0 В) представляет другое.

Хотя цифровые схемы, как правило, легче проектировать, они, как правило, немного дороже , чем аналоговые схемы с аналогичными задачами.

Комбинированный аналого-цифровой

Нередко в схеме можно увидеть смесь аналоговых и цифровых компонентов. Хотя микроконтроллеры обычно являются цифровыми монстрами, они часто имеют внутреннюю схему, которая позволяет им взаимодействовать с аналоговой схемой (аналогово-цифровые преобразователи, широтно-импульсная модуляция и цифро-аналоговые преобразователи). ) позволяет микроконтроллеру подключаться к аналоговому датчику (например, фотоэлементам или датчикам температуры) для считывания аналогового напряжения.Менее распространенный цифро-аналоговый преобразователь позволяет микроконтроллеру вырабатывать аналоговые напряжения, что удобно, когда ему нужно воспроизвести звук.

Ресурсы и дальнейшее продвижение

Теперь, когда вы знаете разницу между аналоговыми и цифровыми сигналами, мы предлагаем ознакомиться с учебным пособием по преобразованию аналоговых сигналов в цифровые. Работа с микроконтроллерами или любой другой логической электроникой означает большую часть времени работы в цифровой сфере. Если вы хотите измерять свет, температуру или соединять микроконтроллер с множеством других аналоговых датчиков, вам нужно знать, как преобразовать аналоговое напряжение, которое они производят, в цифровое значение.

Кроме того, рассмотрите возможность прочтения нашего руководства по широтно-импульсной модуляции (ШИМ). ШИМ — это уловка, которую микроконтроллеры могут использовать, чтобы цифровой сигнал казался аналоговым.

Вот некоторые другие предметы, которые в значительной степени связаны с цифровыми интерфейсами:

Или, если вы хотите углубиться в аналоговую сферу, рассмотрите возможность просмотра этих руководств:

Основы сигналов

— MATLAB & Simulink

Основы сигналов

Сигнал — это изменяющаяся во времени величина, которая вообще имеет значения моменты времени.Вы можете указать широкий диапазон атрибутов сигнала, включая:

  • Имя сигнала

  • Тип данных (например, 8-битное, 16-битное или 32-битное целое число)

  • Числовой тип (действительный или комплексный)

    9001one -мерный, двумерный или многомерный массив)

В Simulink ® сигналы являются выходными данными динамических систем, представленных блоками в диаграммой Simulink и самой диаграммой.Строки в блоке диаграмма представляет математические отношения между сигналами, определенные блок-схемой. Для например, линия, соединяющая выход блока A со входом блока B, указывает что выходной сигнал B зависит от выходного сигнала A.

Блок-схемы Simulink представляют сигналы линиями со стрелкой. Источник сигнала соответствует блоку, который записывает сигнал во время оценка его блочными методами (уравнениями).Направления сигнала блоки, которые считывают сигнал во время оценки блочных методов (уравнения). Назначение сигналов в модели не обязательно представляет порядок моделирования блоков в модели. Порядок моделирования определяется Simulink автоматически.

Примечание

Сигналы Simulink являются математическими, а не физическими объектами. Линии в блок-схема представляет математические, а не физические отношения между блоки.Сигналы Simulink не проходят по линиям, соединяющим блоки в точно так же, как электрические сигналы распространяются по проводу. Блок-схемы не представляют физические соединения между блоками.

Вы можете создать сигнал, добавив исходный блок в свою модель. Например, вы можно создать сигнал, который изменяется синусоидально со временем, добавив экземпляр блок синус, косинус из Библиотека Simulink Sources в вашу модель.Чтобы увидеть список блоков, которые создавать сигналы в модели, см. Источники. В качестве альтернативы вы можно использовать Viewers and Generators Manager для создавайте сигналы в своей модели без использования блоков.

Стили сигнальных линий

Модель Simulink может включать множество различных типов сигналов. Как ты построить блок-диаграмму, все типы сигналов отображаются в виде тонкой сплошной линии. После того, как вы обновите диаграмму или запустите симуляцию, сигналы появятся с указанные стили линий.Эти типы сигналов позволяют различать между разными типами сигналов. Из всех типов сигналов можно только настроить тип нескалярного сигнала. Чтобы узнать больше, см. Типы сигналов.

Свойства сигнала

Вы можете указать свойства сигнала в своей модели, чтобы дать имя или пометить ваши сигналы, подготовить данные для регистрации или настроить сигналы в модели. Используйте инспектор свойств, редактор данных модели или диалоговое окно «Свойства сигнала», чтобы указать свойства для:

. Чтобы получить доступ к свойствам сигнала в инспекторе свойств, сначала отобразите Инспектор имущества.На вкладке Моделирование в разделе Дизайн , нажмите Инспектор свойств . Когда ты выберите сигнал, свойства появятся в инспекторе свойств.

Чтобы открыть Редактор данных модели, на вкладке Моделирование щелкните Редактор данных модели . Затем осмотрите вкладку Signals . и выберите сигнал.

Чтобы использовать диалоговое окно «Свойства сигнала», щелкните сигнал правой кнопкой мыши и выберите .

Чтобы задать свойства сигнала программно, используйте такую ​​функцию, как get_param для создания переменной, содержащей дескриптор выходного порта блока, который создает сигнальную линию.Затем используйте set_param для установки программных параметров порт. Для пример:

 p = get_param(gcb,'PortHandles')
l = get_param(p.Outport,'Line')
set_param(l,'Name','s9') 

Имена и метки сигналов

Вы можете назвать сигнал интерактивно или программно в модели. Синтаксис Требования к имени сигнала зависят от того, как вы используете это имя. Наиболее распространенные случаи являются:

  • Не используйте символ «меньше» ( < ) для запуска сигнала имя.

  • Имя сигнала может быть преобразовано в объект Simulink.Signal . (Видеть Simulink.Signal .) Имя сигнала должно затем быть допустимым идентификатором MATLAB ® . Этот идентификатор начинается с буквенного символа, за которым следует буквенно-цифровыми символами или символами подчеркивания до длины, заданной функцией имядлинамакс .

  • Сигнал имеет имя, поэтому сигнал можно идентифицировать и ссылаться на него по имени в лог данных.(См. Экспорт Данных Сигнала Используя Регистрацию Сигнала.) Такое имя сигнала может содержать символы пробела и новой строки. Эти персонажи могут улучшить читаемость, но иногда требуют специальных методов обработки, как описано в Обработка пробелов и новых строк в зарегистрированных именах

  • Имя сигнала существует только для пояснения диаграммы и не имеет вычислительных значимость. Имя такого сигнала может содержать что угодно и не требует специального умение обращаться.

  • Сигнал является элементом объекта шины.Используйте допустимый идентификатор языка C для название сигнала.

  • Входы в блок Bus Creator должны иметь уникальные имена. Если есть повторяющиеся имена, блок Bus Creator добавляет (signal#) ко всем именам входных сигналов, где # индекс входного порта.

Преобразование каждого имени сигнала в допустимый идентификатор MATLAB позволяет обрабатывать широкий диапазон конфигураций модели. Непредвиденный Требования могут потребовать изменения имен сигналов для соблюдения более строгого синтаксиса.Ты сможешь используйте функцию isvarname , чтобы определить, является ли сигнал имя является допустимым идентификатором MATLAB.

Назовите сигнал в интерактивном режиме, используя одну из следующих опций:

Имя сигнала отображается под сигналом, отображаемым как сигнал . этикетка .

Чтобы назвать сигнал программно, используйте функции get_param и set_param для сигнала. То таблица ниже суммирует, как работать с именами сигнала и метками в Редакторе Simulink.

Задача Действие
Назовите сигнальную линию Дважды щелкните сигнал и введите его имя.
Назовите ветвь именованной сигнальной линии Дважды щелкните ветвь.
Назовите каждую ветвь сигнала Щелкните сигнал правой кнопкой мыши, выберите и используйте диалоговое окно.
Удалить метку и имя сигнала Удалить символы в метке или удалить имя в диалоговом окне Свойства сигнала коробка.
Удалить только метку сигнала Щелкните метку правой кнопкой мыши и выберите .
Открыть текстовое поле метки сигнала для редактирования

Дважды щелкните сигнальную линию.

Щелкните метку.

Выбрать сигнальную линию (не метку) и используйте F2 .

На Mac, выберите сигнальную линию (не метку) и используйте управление+возврат .

Переместить метку сигнала Перетащите метку в новое место на той же сигнальной линии.
Копировать метку сигнала Ctrl+ перетащите метку сигнала.
Изменить шрифт метки Выберите сигнальную линию (не метку), а затем на Формат вкладку, щелкните Шрифт Свойства кнопка со стрелкой, затем щелкните Шрифты для Модель .

Опции отображения сигнала

Отображение атрибутов сигнала на диаграмме модели может облегчить чтение модели.Для Например, в редакторе Simulink на вкладке Debug используйте меню для включения в макет модели Информация о атрибутах сигнала, таких как:

  • Типы данных порта

    0

  • Дианала

  • Размеры сигнала

  • Разрешение сигнала

Для получения подробной информации см. Атрибуты отображения.

Вы также можете выделить сигнал и его блоки источника или назначения.Подробнее см. Выделите источники сигнала и адресаты.

Сохраните атрибуты дизайна сигналов и состояний

Можно использовать параметры блока и свойства сигнала, чтобы задать дизайн сигнала атрибуты, такие как тип данных, минимальные и максимальные значения, физические единицы и числовая сложность. Для настройки состояний можно использовать параметры блока. Когда вы используете эти параметры блока и свойства сигнала, вы сохраняете спецификации в файле модели.

Кроме того, вы можете указать эти атрибуты, используя свойства Simulink.Signal или Simulink.ValueType объект, который вы храните в рабочей области или данных Словарь.

Выберите стратегию для использования в зависимости от ваших целей моделирования.

Цель моделирования Стратегия

Повышение переносимости, удобочитаемости и простоты использования модели обслуживание

Сохранение спецификаций атрибутов сигнала в файле модели.Вы не должны для сохранения и управления внешними объектами. Рассмотрим настройку конфигурации модели параметр Разрешение сигнала от до Нет , что отключает использование Simulink.Signal объектов по модели.

Отдельные спецификации атрибутов сигнала из модели, чтобы вы могли независимо управлять каждым сигналом

Использовать объекты Simulink.Signal .

Отдельные спецификации атрибутов сигнала из модели, чтобы вы могли повторно использовать набор атрибутов для конкретного приложения

Использовать Simulink.Тип значения объектов.

Настройка атрибутов проекта и параметров генерации кода для сигналов с помощью списка которые вы можете сортировать, группировать и фильтровать, рассмотрите возможность использования данных модели . Редактор . Для объектов также можно использовать Модель Эксплорер .

Чтобы определить, где постоянно хранить Simulink.Signal или Объект Simulink.ValueType , см. Определение места хранения переменных и объектов для моделей Simulink.

Тестовые сигналы

Вы можете выполнять следующие виды тестов сигналов:

  • Минимальные и максимальные значения — Для многих блоков Simulink можно указать диапазон допустимых значений для выходных сигналов. Simulink предоставляет диагностику для обнаружения, когда блоки генерируют сигналы, которые превышать их указанные диапазоны во время моделирования. Для получения дополнительной информации см. Задайте Диапазоны Сигнала.

  • Проверка соединения — Многие блоки Simulink имеют ограничения на типы сигналов, которые они принимают.До моделируя модель, Simulink проверяет все блоки, чтобы убедиться, что блоки могут соответствовать типам сигналы, выдаваемые портами, к которым подключаются блоки, и сообщает об ошибках несовместимости. Чтобы обнаружить ошибки совместимости сигналов перед запуском симуляции, обновите схему.

Редактор сигналов Блок отображает взаимозаменяемые группы сценариев. Используйте редактор сигналов, чтобы отображать, создавать, редактировать и переключать взаимозаменяемые сценарии.

Сценарии могут помочь в тестировании модели.

См. также

Аналоговые и цифровые управляющие сигналы

Вход или выход

  • Аналоговые и цифровые сигналы могут использоваться как на входе, так и на выходе
  • Пример аналогового вывода: отправка сигнала для определения положения клапана
  • Пример аналогового ввода: чтение уровня воды в большом резервуаре
  • Пример цифрового выхода: отправка команды запуска двигателю
  • Пример цифрового ввода: Чтение состояния работы двигателя

Стенограмма:

[0m:4s] Привет, я Джош Блум, добро пожаловать в еще одно видео из образовательной серии RSP Supply.Сегодня мы поговорим о различных типах сигналов. Сигналы бывают разных форм. Эти формы могут зависеть от передаваемых данных, типа используемого измерительного устройства или ограничений аппаратного обеспечения. Хотя существует много разных вещей, которые могут определять разные сигналы, мы в первую очередь сосредоточимся на некоторых наиболее распространенных типах сигналов. В частности, аналоговый и цифровой, а также входы и выходы. Начнем с цифровых сигналов.
[0m:36s] Что касается цифровых сигналов, то они представлены либо как истина, либо как ложь.С цифровыми сигналами нет серой зоны.
[0m:45s] Примером этого может быть выключатель света. Выключатель света либо включен, либо выключен. Другими примерами этого могут быть двигатель, который работает или не работает, или что-то открытое или закрытое,
. [0m:57s] или что-то, что занято или не занято. Компьютеры также построены на этом типе логики, видя только нули
[1 мин: 5 с] или единиц. Цифровые сигналы могут генерироваться как в цепях переменного, так и постоянного тока с различными напряжениями, токами и сопротивлением.Некоторыми практическими примерами использования цифровых сигналов в промышленной среде могут быть: насос работает или не работает, клапан открыт или закрыт, или мы можем захотеть контролировать, открыта или закрыта дверь в целях безопасности. Итак, это всего лишь несколько различных типов примеров, в которых мы используем цифровые сигналы. Теперь перейдем к аналоговым сигналам.
[1m:39s] Аналоговые сигналы передают информацию немного по-другому в виде диапазона. Хотя мы все еще можем видеть нули и единицы, мы также можем видеть что-то среднее между ними, например 1.5 или 1.1 или 1.2.
[1m:52s] Когда мы думаем о включении и выключении света как о цифровом сигнале, вы можете думать об аналоговом сигнале как о диммере. Мы можем быть включены или выключены, но мы также можем быть где-то посередине.
[2m:2s] Теперь давайте рассмотрим несколько примеров, где мы могли бы использовать аналоговые сигналы и промышленные приложения. Например, мы можем захотеть измерить уровень в баке, будь он полным, пустым или где-то посередине. Или нам может понадобиться контролировать поток в трубе.Как быстро движется эта вода? Нам также может понадобиться контролировать температуру в помещении или на фабрике, температуру воды или другого типа жидкости.
[2m:28s] Аналоговые сигналы могут принимать самые разные формы. Некоторые из наиболее распространенных - это сигнал от 4 до 20 мА, или сигнал от 0 до 5 или от 0 до 10 вольт, или есть много других вариантов напряжения или силы тока с аналоговыми сигналами. Из-за помех и шума, которые могут повлиять на значительно большую длину провода, мы хотим убедиться, что с аналоговыми сигналами мы используем витую и экранированную пару.Это поможет нам уменьшить эти помехи и шум с аналоговыми сигналами. По сравнению с аналоговыми сигналами цифровые сигналы гораздо проще воспринимать и создавать, поэтому аппаратное обеспечение, связанное с этими типами сигналов, значительно уменьшено. Связь в устройстве может быть либо отправлена, либо получена. Отправка или получение этих данных зависит от типа информации. Нужно ли нам следить за состоянием чего-то? Если это так, нам нужно получить информацию об этой информации. Нужно ли нам что-то контролировать? Если это так, нам нужно отправить вывод о том, что мы хотим.Прием входных данных и установка выходных параметров могут быть выполнены с использованием как цифровых, так и аналоговых типов сигналов.
[3m:33s] Итак, в этом случае мы начинаем ссылаться на сигналы как на аналоговые, выходы или AO, также аналоговые входы как AI, или цифровые входы как DI, или цифровые выходы как DO. Итак, давайте вспомним, что цифровые сигналы либо включены, либо выключены, как выключатель света. Аналоговые сигналы измеряют диапазон значений от включенного до выключенного и где-то между ними, как диммер. Полный ассортимент продукции, связанной с аналоговыми и цифровыми сигналами, или тысячи других продуктов можно найти на нашем веб-сайте.Для получения дополнительной информации или других обучающих видеороликов перейдите на сайт RSPSupply.com, крупнейшего в Интернете источника промышленного оборудования.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.