Transduser sinyal: jenis, prinsip-prinsip operasi dan tujuan

Dalam industri dan di rumah tersebar penggunaan berbagai jenis konverter sinyal. Perangkat ini dapat direpresentasikan dalam berbagai modifikasi disesuaikan dengan memecahkan masalah di daerah yang berbeda dari perekonomian. Apa jenis konverter sinyal dapat dikaitkan dengan yang paling umum? Dalam apa yang mungkin menjadi karakteristik operasi mereka?

Apa tujuan dari konverter sinyal?

konverter sinyal - perangkat yang benar-benar dapat hadir dalam berbagai solusi. Istilah ini secara efektif kolektif dan mungkin berhubungan dengan peralatan yang digunakan dalam segmen yang berbeda dari ekonomi dan diklasifikasikan dengan kriteria benar-benar berbeda. Jenis utama dari sinyal yang dapat mengubah perangkat tersebut:

- kekuasaan;

- suara;

- suhu;

- sifat teknologi.

Tergantung pada tugas-tugas yang dihadapi pengguna konverter sinyal dalam struktur perangkat masing-masing dapat dikombinasikan modul, pengolahan beberapa jenis data yang berbeda. transformasi demikian dapat dilaksanakan dalam satu jenis sinyal (misalnya, dari satu frekuensi ke yang lain) atau menjadi mekanisme menyiratkan terjemahan antara berbagai kategori sinyal. Misalnya, dalam suara listrik.

The devaysa paling umum berkaitan converter sinyal analog ke digital (dan sebaliknya jika disediakan modul struktur perangkat internal). Mempertimbangkan fitur karyanya.

Analog-ke-digital converter

Perangkat yang dimaksud, yang dirancang untuk mengkonversi sinyal analog - misalnya, diwakili oleh tegangan, dalam bentuk digital (yang memungkinkan, misalnya, untuk merekam sinyal yang sesuai ke file).

Salah satu kriteria utama untuk efektivitas sistem pelaporan - output bit data. Nilainya menentukan tingkat sinyal untuk rasio kebisingan.

Parameter lain yang penting mencirikan kualitas perangkat seperti converter analog - tingkat pembentukan sinyal output. Di antara mereka perangkat yang menyediakan optimal kinerjanya - yang berkaitan dengan jenis paralel. Mereka membuat pembentukan aliran sinyal besar menggunakan jumlah yang diperlukan keran. Fitur ini tentang fungsi perangkat, dalam banyak kasus menentukan rilis dari transduser yang relevan, ditandai dengan dimensi yang besar. Selain itu, konverter sinyal analog dapat memiliki tingkat daya yang cukup tinggi. Namun, mengingat efektivitas perangkat ini sering ditandai dengan fitur mereka tidak diperlakukan sebagai kesalahan.

Konversi dari sinyal analog ke perangkat paralel digital dilakukan dengan sangat cepat. Untuk memberikan kecepatan lebih tinggi dari perangkat jenis yang sesuai dapat bekerja dengan menghubungkan beberapa perangkat, sehingga mereka dapat menangani arus sinyal pada gilirannya.

solusi alternatif mungkin konverter paralel jenis seri sinyal. Mereka cenderung kurang produktif, tapi lebih hemat energi. Penggunaannya mungkin karena dalam kasus di mana ada pertanyaan memberikan sinyal siaran dalam infrastruktur dengan kapasitas kecil, atau dalam hal tingkat konversi yang lebih besar dari yang disediakan oleh perangkat berturut-turut, diperlukan.

Dapat dicatat bahwa ada perangkat tipe campuran yang menggabungkan fungsi seri dan konverter paralel. Dalam banyak kasus, mereka adalah solusi yang optimal dalam hal memenuhi kriteria profitabilitas dan produktivitas.

Di atas kami mencatat bahwa konverter analog-ke-digital mungkin termasuk modul, melalui mana konversi sinyal digital menjadi analog. Ada juga kategori terpisah dari jenis yang sesuai perangkat. Kami akan mempelajari karakteristik mereka.

Digital ke Analog Converter

Dalam hal pengguna tersedia, misalnya, untuk sinyal televisi analog, operasi akan mungkin untuk menghubungkan antena masing-masing. Atau subjek untuk mengubah sinyal asli ke analog, yang TV dapat mengenali. sumber mereka mungkin, pada gilirannya, antena digital. Atau, alternatif, sinyal yang diterima melalui internet.

Perangkat yang bersangkutan, dengan demikian, mengkonversi sinyal berisi kode digital ke dalam arus, tegangan atau biaya yang ditransmisikan ke modul pengolahan analog. mekanisme khusus dari transformasi ini tergantung pada jenis input data. Sebagai contoh, ketika datang ke suara, maka biasanya input disajikan dalam PCM. Jika file sumber dikompresi, codec software khusus dapat digunakan untuk konversi sinyal. Pada gilirannya, antena digital biasanya mengirimkan sinyal metode pengolahan hardware.

Perangkat yang meliputi konverter dilihat dapat dilengkapi dengan modul tujuan yang berbeda. Misalnya, sambil memastikan reproduksi siaran televisi penguat video dapat digunakan selain yang modul yang digunakan converter. Dalam banyak kasus itu perlu untuk memberikan gambar berkualitas tinggi pada sinyal analog menjadi transformasi digital. Juga, penguat video digunakan bila Anda ingin mentransfer gambar ke jarak yang cukup jauh.

TV - bukan satu-satunya area penggunaan aktif dari perangkat tersebut. konverter yang tepat meliputi, misalnya, pemain CD-ROM drive, yang juga mengubah sinyal digital ke analog.

transduser ultrasonik

kategori umum berikutnya perangkat - transduser USG. Dapat dicatat bahwa itu dapat diwakili oleh perangkat yang memiliki berbagai macam aplikasi, serta prinsip-prinsip operasi. Di antara varietas umum dari transduser ultrasonik - Unit submersible, yang dirancang untuk mengirimkan dalam air atau media cair lain dari USG pada frekuensi tertentu. Perangkat ini dapat digunakan, misalnya, untuk melaksanakan berbagai benda pembersihan dari kontaminasi - ke pemandian komposisi yang digunakan dalam rangka pembersihan ultrasonik.

Ada juga bidang lain dari aplikasi perangkat di atas. Transduser ultrasonik dapat digunakan untuk memantau integritas struktur tertentu, koneksi, memeriksa orang-orang atau benda-benda lain untuk kerusakan.

Linear & Switching Converter

Mengingat keanehan aplikasi konverter akan berguna untuk memperhatikan klasifikasi di mana mereka dibagi lagi menjadi linear dan pulsa. Bahkan, kriteria ini mencerminkan dua prinsip mendasar dari fungsi transduser.

Mereka yang milik garis, dapat beroperasi pada prinsip desain sirkuit analog, di mana sinyal dikonversi terbentuk kecepatan halus. Switching converter membutuhkan representasi yang lebih besar sinyal pada output, dan ketika proses internal. Namun, jika operasi ini dilakukan hanya untuk internal langkah pemrosesan sinyal, perangkat yang tepat dapat membentuk hampir kinerja yang sama seperti dalam kasus di mana transduser linier diaktifkan. Dengan demikian, linear istilah atau pengobatan pulsa dapat dianggap hanya dalam konteks prinsip operasi dari komponen perangkat keras utama jenis devaysa yang sesuai.

Switching Converter dimanfaatkan terutama dalam kasus di mana pemrosesan sinyal daya tinggi diasumsikan sebagai bagian dari infrastruktur yang digunakan. Hal ini disebabkan fakta bahwa efisiensi perangkat masing-masing dalam kasus tersebut jauh lebih tinggi daripada ketika menggunakan mereka dalam rangka untuk menurunkan pemrosesan sinyal listrik. Faktor lain dalam memilih keputusan Data - aktivasi transformator atau kapasitor perangkat infrastruktur yang digunakan, yang konverter pulsa memiliki kompatibilitas yang optimal.

Pada gilirannya, transduser linier - sebuah perangkat yang digunakan sebagai bagian dari infrastruktur, di mana pemrosesan sinyal daya rendah. Atau jika ada kebutuhan untuk mengurangi kebisingan yang dihasilkan karena operasi konverter. Perlu dicatat bahwa efisiensi solusi yang dipertimbangkan dalam infrastruktur listrik yang besar - bukan yang paling luar biasa, sehingga perangkat ini sering memancarkan sejumlah besar panas dari konverter pulsa. Selain itu, berat dan dimensi mereka juga secara signifikan lebih tinggi.

Tapi, bagaimanapun, dalam prakteknya, pengoperasian transduser atas prinsip momentum mungkin melibatkan pembentukan fungsi transfer secara linear. Oleh karena itu, sebelum melaksanakan konverter sinyal yang sesuai dalam infrastruktur, harus mempertimbangkan struktur internal mereka digunakan untuk rangkaian pemrosesan sinyal.

mengukur konverter

Kategori lain umum dari solusi - pemancar. Apa karakteristik mereka? Transmitter - sebuah perangkat yang juga dapat direpresentasikan dalam sejumlah besar varietas. Ini menggabungkan kebugaran Data Soup sebagai Dimensi, dan untuk transformasi berbagai kuantitas.

Sebuah umum dapat dianggap sebagai berfungsi sirkuit yang sesuai jenis alat ukur, di mana sinyal diproses dalam beberapa tahap. converter pertama menerimanya, kemudian berubah menjadi nilai yang dapat diukur dengan, setelah - berubah menjadi beberapa energi yang berguna. Sebagai contoh, jika konverter pengukuran analog, transformasi dilakukan energi listrik menjadi energi mekanik.

Tentu saja, perjanjian khusus menerapkan solusi yang tepat dapat disajikan dalam spektrum yang sangat luas. Menyebarkan penggunaan mengukur transformasi untuk tujuan ilmiah sebagai bagian dari infrastruktur untuk percobaan dan penelitian. Ini menyatukan paling pemancar kesesuaian mereka terutama berkaitan dengan penggunaan karakteristik standar selama pemrosesan atau mengubah sinyal. Dapat dicatat bahwa karakteristik ini tidak selalu dapat digunakan untuk pengguna akhir pemancar. Keterlibatan mereka, dalam banyak kasus dilakukan dalam mode siluman. Orang yang menggunakan konverter sinyal masing-masing, menerima sinyal yang diinginkan, diadaptasi untuk digunakan dalam berbagai keperluan pada output.

Dengan demikian, solusi ini umumnya tidak akan digunakan sebagai jenis yang berdiri sendiri infrastruktur. Mereka adalah bagian dari perangkat yang lebih kompleks - misalnya, otomatisasi pengukuran dalam produksi. konverter berukuran sering diklasifikasikan menjadi dua kelompok besar - utama dan menengah. Hal ini berguna untuk mempertimbangkan spesifik dari keduanya.

Klasifikasi transduser: solusi utama dan menengah

Perangkat yang termasuk kategori primer, umumnya digunakan sebagai sensor. Artinya, transduser yang, untuk yang satu atau nilai yang terukur lainnya langsung bertindak. Sisanya Soup diklasifikasikan sebagai menengah. Mereka ditempatkan di infrastruktur pengukuran segera setelah yang pertama, dan mungkin bertanggung jawab untuk sejumlah besar operasi terkait dengan konversi. Yang operasi tertentu dapat melakukan tingkat converter jenis sinyal yang tepat? Untuk mereka yang diterima:

- pengukuran karakteristik fisik untuk berbagai nilai;

- skala konversi yang tinggi;

- transformasi sinyal digital ke analog dan sebaliknya;

- transformasi fungsional.

Perhatikan bahwa klasifikasi tersebut dapat dianggap sewenang-wenang. Hal ini terutama disebabkan oleh fakta bahwa dalam satu dan alat ukur yang sama dapat beberapa konverter primer. Alasan lain untuk mempertimbangkan klasifikasi bersyarat dibahas di atas - yang dalam berbagai jenis pengukuran dapat dilakukan pada infrastruktur prinsip-prinsip yang berbeda.

Konverter elektro-optik

Lain yang populer di berbagai bidang ekonomi jenis devaysa - elektron-optik converter. Dia, seperti jenis lain dari perangkat, kita telah dibahas di atas, dapat direpresentasikan dalam berbagai pertunjukan. Menyatukan konverter elektro-optik prinsip umum operasi: melibatkan pelaksanaan transformasi obyek tak terlihat - misalnya, sebuah diterangi oleh inframerah, ultraviolet, atau, misalnya, sinar-X, dalam spektrum terlihat.

Operasi yang sesuai biasanya dilakukan dalam dua tahap. Pada radiasi terlihat pertama diterima oleh photocathode, setelah itu diubah menjadi sinyal elektronik. Yang sudah pada langkah kedua diubah menjadi gambar terlihat dan ditampilkan pada layar. Jika monitor komputer, sinyal dapat sebelumnya diubah menjadi kode digital.

Elektro-optik konverter - solusi yang secara tradisional telah diklasifikasikan ke dalam beberapa generasi. Perangkat yang berkaitan dengan yang pertama, terdiri dari guci hampa kaca. Di dalamnya terletak photocathode dan anoda. Antara mereka perbedaan potensial terbentuk. Bila diterapkan konverter dalam tegangan optimal lensa dihasilkan elektron mampu memfokuskan arus elektron.

Konverter dari generasi kedua dari modul akselerasi elektron ini, dimana kecerahan gambar ditingkatkan. Dalam perangkat bahan generasi ketiga yang digunakan, yang memungkinkan untuk meningkatkan sensitivitas photocathode sebagai komponen kunci dari konverter elektro-optik adalah lebih dari 3 kali.

Fitur resistif transduser

Jenis lain yang umum dari perangkat - transduser resistif. Mari kita menganggap mereka secara rinci tertentu.

transduser ini disesuaikan dengan mengubah hambatan listrik mereka sendiri ketika terkena ukur tertentu. Mereka juga dapat melakukan penyesuaian gerakan angular dan linear. Dalam kebanyakan kasus, konverter data termasuk dalam sistem otomasi dengan sensor tekanan, suhu, tingkat pencahayaan, pengukuran intensitas dari berbagai jenis radiasi. Keuntungan utama dari transduser resistif

- keandalan;

- tidak adanya korelasi antara keakuratan pengukuran dan stabilitas tegangan suplai.

Ada banyak jenis perangkat yang cocok. Di antara yang paling populer - sensor suhu. Kami akan mempelajari karakteristik mereka.

detektor suhu resistansi

Konverter sinyal data memiliki komponen yang sensitif terhadap perubahan suhu lingkungan. Dalam kasus di mana ia naik, perlawanan mereka dapat ditingkatkan. Perangkat ini ditandai terutama oleh akurasi yang sangat tinggi. Dalam beberapa kasus, mereka memungkinkan untuk mengubah suhu dengan akurasi 0,026 derajat Celcius. Sebagai bagian dari perangkat ini ada unsur-unsur yang terbuat dari platinum - dalam hal ini rasio resistensi bawah atau tembaga.

Penerapan sensor resistif ditandai oleh beberapa nuansa. Dengan demikian, harus diingat bahwa indikator semakin tinggi saat eksitasi dimasukkan ke sensor, meningkatkan sensitivitas suhu, tetapi pada saat yang sama, memanaskan elemen transduser masing-masing. Dalam banyak kasus ini menyebabkan penurunan akurasinya. Oleh karena itu disarankan untuk memastikan kinerja yang optimal dari arus eksitasi dengan kondisi pengukuran tertentu. Perhitungan dapat diambil, misalnya, konduktivitas termal medium di mana sensor yang berlaku - udara atau air. Biasanya, parameter direkomendasikan untuk arus eksitasi ditetapkan oleh produsen dari jenis sensor yang sesuai. Dengan demikian mereka dapat bervariasi tergantung pada logam yang diterapkan dalam struktur perangkat. Selanjutnya, ketika menggunakan sensor yang bersangkutan, perlu untuk memperhitungkan parameter seperti nilai membatasi arus operasi. Biasanya, hal itu juga mengidentifikasi produsen.

sensor resistif - di antara jenis yang paling umum dari konverter dalam perekonomian. Hal ini sebagian besar disebabkan oleh keunggulan teknologi yang signifikan dari banyak varietas dari mereka. Sebagai contoh, jika kita berbicara tentang termistor - yang ditandai dengan sensitivitas tinggi, kekompakan, berat badan rendah. jenis sensor yang sesuai dapat digunakan untuk mengukur suhu dalam kondisi yang berbeda. produksi mereka sering tidak melibatkan biaya yang signifikan. Namun, termistor memiliki kelemahan - terutama itu adalah tingkat tinggi non-linearitas, sehingga mereka dapat diterapkan dalam praktek dalam berbagai agak sempit suhu.

Sesuai jenis konverter sinyal (jenis dan tujuan mereka mungkin didasarkan pada kriteria yang berbeda untuk klasifikasi) yang banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Misalnya, masuknya didistribusikan sensor suhu, yang terdiri dalam struktur platinum dan tembaga komponen dalam komposisi:

- Infrastruktur pemanas - dalam rangka untuk mengukur indikator suhu pendingin pada berbagai bagian dari peralatan, serta di ruang dipanaskan;

- mesin cuci - untuk mengukur suhu air dan penyesuaian untuk program cuci yang berbeda;

- Besi - sama untuk suhu setrika yang optimal dalam modus tertentu;

- electrotiles, serta jenis lain dari peralatan untuk memasak makanan - untuk memastikan operasi mereka pada aktivasi mode pengguna tertentu.

konverter rheostat

jenis populer lain dari perangkat resistif - transduser perlawanan. Prinsip operasi mereka didasarkan pada pengukuran listrik resistansi konduktor di bawah pengaruh perpindahan masukan. Dalam prakteknya, transduser ini mencakup unsur-unsur yang disesuaikan dengan perpindahan akibat dampak dari ukur. Paling sering, perangkat tersebut dimasukkan dalam pembagi tegangan atau digunakan sebagai komponen dari jembatan pengukuran.

Jika kita berbicara tentang kebajikan yang menjadi ciri konverter rheostat, kemudian, mereka termasuk:

- tidak adanya efek reaktif pada komponen bergerak;

- efisiensi tinggi;

- ukuran kecil, penggunaan infrastruktur, beroperasi sebagai konstan, sehingga dan arus bolak-balik.

Pada saat yang sama transduser resistif dari jenis yang sesuai tidak selalu dapat diandalkan dan dalam banyak kasus membutuhkan sumber daya perusahaan yang signifikan untuk mempertahankan fungsi.