Sistem de achizitie date cu un semnal analogic de intrare

SISTEM DE ACHIZITIE DATE CU UN SEMNAL ANALOGIC DE INTRARE

Structura standard pentru un astfel de sistem este prezentata in figura 1.2.

fig.1.2.

Componentele schemei bloc si functiile lor principale sunt urmatoarele:

Traductorul: este compus din doua blocuri principale: elementul sensibil si adaptorul. Elementul sensibil (senzorul) poate fi de tip parametric (inductiv, capacitiv, rezistiv, etc) sau de tip generator (piezoelectric, termocuplu, tahogenerator). Adaptorul este circuitul care realizeaza transformarea primara in semnal electric cum ar fi: oscilatoare, amplificatoare de sarcina, punte Wheastone, etc). In actualitate exista tendinta realizarii de traductoare "inteligente" care sa contina si alte blocuri incorporate cum ar fi: filtrul, circuitele de condisionare si chiar de conversie analog-numerica. Semnalul generat este de natura electrica (tensiune sau curent) proportional cu marimea fizica masurata.

Filtrul de intrare: cuprinde un filtru trece jos cu rolul de eliminare a efectelor de aliere care rezulta din conversia analog-numerica a semnalului analogic.

Circuitele de conditionare a semnalelor: contine circuite care realizeaza prelucrarea analogica: amplificatoare, circuite de conversie analogica, circuite de izolare etc. Daca este utilizat un amplificator cu castig programabil [1],[5], acesta poate permite marirea gamei dinamice a semnalului de intrare. Gama dinamica (G) poate fi exprimata functie de valoarea maxima a semnalului de intrare u_imax si valoarea minima impusa de a se detecta u_imind  rezultand:

Spre exemplu un CAN pe 12 biti (N=12) permite reprezentarea numerica a unui semnal de intrare pentru U_mind=1 LSB (cel mai putin semnificativ bit). In acest caz:

Pentru CAN cu UREF=10V si N=12 biti, se obtine valoarea minima detectabila a semnalului de intrare de 1 LSB=2,44mV. Dacaa semnalul de intrare cu valori mai mici decat 10mV este amplificat cu 10³ rezulta valoarea minima detectabila de 2,44mV si deci marirea gamei dinamice.

Circuitul de esantionare si memorare: are rolul de prelevare de esantioane din semnalul de convertit in vederea conversiei analog-numerice. Frecventa semnalului se esantionare si memorare (S _E/M ) trebuie sa respecte conditia Nyquist din teorema esantionarii a lui Shannon:

in practica acesta frecventa se ia de 10 ori mai mare.

Convertorul anlog-numeric: realizeaza conversia analog-numerica a semnalului analogic esantionat. In functie de precizia si viteza de lucru a aplicatiei se pot alege diferite variante: CAN paralel, CAN cu aproximatii succesive, CAN serie-paralel,CAN delta-sigma, etc. In general circuitul trebuie sa fie capabil sa genereze catre SPN un semnal de sfarsit conversie (END CONV.) si sa fie controlat de SPN prin START CONV. (in practica apar aici si alte semnale de control: RD, WR, CS etc).Rezultatul conversiei apare sub forma unei secvente binare pe N biti.