Автоматизированная система измерения длительности одиночного импульса

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1.Задание

2.Теоретическая часть

3.Расчетная часть

5.Литература

Задание

Разработать автоматизированную систему измерения длительности одиночного импульса. Импульс меняется от 1 микросекунды до 10 мк. сек и амплитуда меняется от 1 до 5 вольт. Погрешность измерения 0,1%.

Теоретическая часть

Структурная схема измерительного прибора приведена на рис.1

Рисунок 1

1 - формирователь импульсов.

2-нормирующий усилитель.

3-преобразователь длительности импульса в напряжение.

4 - устройство выборки и хранения.

5 - RS-триггер.

6 - аналогово-цифровой преобразователь.

7 - интерфейсное устройство.

8-ЭВМ.

Алгоритм работы

импульс напряжение длительность преобразователь

Формирователь импульсов формирует импульс, и является имитирующим прибором, длительность которого в данном устройстве измеряется. Сигнал попадает в нормирующий усилитель, в котором амплитуда импульса стабилизируется в один постоянный уровень. Преобразователь длительности импульса в напряжение, в котором длительность импульса не меняется, а только преобразуется в напряжение, уже с постоянной амплитудой.

Дискретизация -- это замена сигнала с непрерывным временем на дискретизованный сигнал -- последовательность чисел для дискретного набора моментов времени (интервалы между моментами времени берутся одинаковыми)Рис 2. Значение сигнала мы будем записывать с точностью до трёх тысячной (т.е. набор значений сигнала х= 0,003,0,006 и.т.д.) Основными параметрами АЦП являются частота дискретизации.В нашем случае частота АЦП Fд=300Мгц.

Рис. 2

Таким образом, аналоговый сигнал представляется последовательностью двоичных чисел, соответствующих длительности сигнала в определённые моменты времени, то есть цифровым сигналом. При этом каждое двоичное число представляется последовательностью импульсов высокого (1) и низкого (0) уровня.

Число, получаемое на выходе АЦП используется для адресации памяти и называется номером канала, а V - шириной канала. Номер канала несет информацию об амплитудном значении сигнала. Амплитуда в свою очередь связана с измеряемой физической величиной (энергией, временем и т.п.)

Входной сигнал через RS триггер и УВХ поступает на АЦП. Поскольку реальные АЦП не могут произвести аналого-цифровое преобразование мгновенно, входное аналоговое значение должно удерживаться постоянным по крайней мере от начала до конца процесса преобразования (этот интервал времени называют время преобразования). Эта задача решается путём использования специальной схемы на входе АЦП -- устройства выборки-хранения -- УВХ. Устройство выборки-хранения (УВХ) осуществляет быструю выборку аналогового сигнала и запоминание ее значения на время преобразования АЦП. Т.е.она запоминает сигнал tk+1 пока сигнал tk проходит через АЦП. Тем самым устраняется динамическая (апертурная) погрешность АЦП. Напомним, что время между началом и концом преобразования АЦП называется апертурным временем.

К моменту прихода входного импульса, АЦП должен быть переведен в режим-готовность.Поэтому мы открываем АЦП входном сигналом,т.е. пропускаем через RS-триггер, и подаем на АЦП и он будет сигналом начала преобразования, т.е.переключаем АЦП в режим «готовность».

Расчетная часть.

Расчёт погрешностей:

Суммарная погрешность находится по формуле:

= (2п +2ну +2УВХ + 2ацп )1/2

Где - погрешность преобразователя,

и зададимся ну =0,03

Последующий каскад в схеме должен обладать меньшей погрешностью, то

увх п ну =0,03

п =0,02 и увх =0,01

Учитывая разрядность преобразователя 16 бит, получаем:

Суммарная погрешность получается

Размещено на Allbest.ru