Введение. Учебно-научный комплекс информационных технологий

МИНИСТЕРСТВО ВНУТРЕННИХ ДЕЛ РОССИИ

МОСКОВСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Учебно-научный комплекс информационных технологий

Кафедра специальных информационных технологий

УТВЕРЖДАЮ

Начальник кафедры

специальных информационных

технологий

Е.Г. Белоглазов

«» ________ 2008 г.

Макаренков Дмитрий Евгеньевич, ст. преподаватель

Лекция

по дисциплине « Основы измерений в радиотехнике » на тему:

«Измерения с помощью цифровых измерительных приборов»

Материалы обсуждены и одобрены

на заседании кафедры, протокол №

от «» ________ 2008 г.

Москва - 2008

ПЛАН

Введение - 3

Цифровые измерительные приборы - 4

Время-импульсные методы преобразования напряжения - 6

Кодово-импульсные методы преобразования напряжения -12

Заключение -15

Литература -17

Введение

В последние годы при измерении различных физических величин всё большее применение находят цифровые измерительные приборы. В этих приборах происходит преобразование непрерывного входного сигнала в дис­кретный сигнал, представленный в цифровом виде. Широкое рас­простране­ние цифровых измерительных приборов обусловлено рядом досто­инств со­ответствующих средств измерений: малой погрешностью измерений, высо­ким быстродействием и чувствительностью, отсутствием субъективной ошибки отсчёта результата измерений, возможностью автоматизации про­цесса измерений.

Принцип работы цифровых измерительных приборов основан на дис­кретном представлении непрерывных величин. Напомним, что непрерывная величина x=f(t) – это величина, которая может иметь в заданном диапазоне бесконечно большое число значений в заданном интервале времени. Для преобразования непрерывной величины в цифровую форму обычно выпол­няется две операции: дискретизация непрерывной величины во времени и квантование полученной дискретной величины по уровню.

Дискретизацией называют процесс преобразования непрерывной вели­чины в дискретную величину путём сохранения её мгновенных значений в выделенные моменты времени t₁, t₂, t₃, … t_n – точки отсчёта. Интервал времени ∆t между ближайшими моментами дискретизации называют шагом дискретизации. Очевидно, что чем меньше интервал дискретизации ∆t, тем меньше ошибка дискретизации, обусловленная заменой непрерывной величины соответст­вующей дискретной величиной. Однако, уменьшение интервала дискретиза­ции приводит к закономерному росту объёмов обрабатываемой информации.

Процесс преобразования дискретной величины в квантованную путём замены её мгновенных значений в точках отсчёта фиксированными (разре­шёнными) значениями х₁, х₂, х₃, … х_n, называется квантованием по уровню. Разность между двумя ближайшими фиксированными значениями ∆х назы­вают шагом (ступенью) квантования. Очевидно, что чем меньше шаг кванто­вания ∆х, тем меньше ошибка квантования, обусловленная заменой дискрет­ной величины соответствующей квантованной величиной. Однако, как и в предыдущем случае, уменьшение шага квантования приводит к закономер­ному росту объёмов обрабатываемой информации.

Интервал дискретизации ∆t и шаг квантования ∆х могут быть постоян­ными, так и переменными.

Измерительный процесс, в общем случае включающий в себя дискре­тизацию, квантование и кодирование называют аналого-цифровым преобра­зованием, а измерительный преобразователь, автоматически осуществляю­щий этот процесс – АЦП. При этом под кодированием понимается получение по определённой системе правил числового значения квантованной вели­чины в виде комбинации цифр.