Los sistemas automatizados Mdulo 4 Mtodos digitales de

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Los sistemas automatizados Módulo 4 - Métodos digitales de medición en el AS Tarea

Los sistemas automatizados Módulo 4 - Métodos digitales de medición en el AS Tarea 4. 1. Métodos digitales de medición. ADC - tipos. El uso de microprocesadores (MP) en dispositivos de medición Por Anton Petrov, La Universidad de Plovdiv, ECIT Departrment Digital methods of measurements – task 4_1 1

Temas principales 1. Parámetros de las tensiones de CA 2. Voltímetros digitales (DVM) -

Temas principales 1. Parámetros de las tensiones de CA 2. Voltímetros digitales (DVM) - Diagrama de bloques y clasificación 3. Convertidores analógico-digitales (ADC) 4. ADC con la conversión tiempo-pulso 5. ADC con la conversión de código-pulso 6. ADC conversión de frecuencia-pulso 7. Paralelo (Flash) ADC. sub-ranging ADC 8. Sigma-delta ADC 9. La medición de intervalos de tiempo y frecuencia Digital methods of measurements – task 4_1 2

Voltímetro digital (DVM) q. Ambos voltajes de CA y CC pueden ser medidos por

Voltímetro digital (DVM) q. Ambos voltajes de CA y CC pueden ser medidos por una DVM. El voltaje de corriente alterna puede convertirse en DC por un apropiado convertidor de entrada. q En la siguiente diapositiva se muestran algunos parámetros de tensión alterna. Digital methods of measurements – task 4_1 3

Parámetros de las tensiones de AC Digital methods of measurements – task 4_1 4

Parámetros de las tensiones de AC Digital methods of measurements – task 4_1 4

Voltímetro digital (DVM) -diagrama de bloques Digital methods of measurements – task 4_1 5

Voltímetro digital (DVM) -diagrama de bloques Digital methods of measurements – task 4_1 5

Comparación de Multimetro Digital y Analógico Digital methods of measurements – task 4_1 6

Comparación de Multimetro Digital y Analógico Digital methods of measurements – task 4_1 6

DVM - clasificación а) de acuerdo a su propósito (tipo de tensión medida): Corriente

DVM - clasificación а) de acuerdo a su propósito (tipo de tensión medida): Corriente continua; Corriente continua y Corriente alterna (universal); Pulso. b)De acuerdo con sus circuitos Con lógica ; Con un sistema de microprocesador y el control del software. Digital methods of measurements – task 4_1 7

DVM -clasificación. . . c) de acuerdo con el método de conversión analógico -

DVM -clasificación. . . c) de acuerdo con el método de conversión analógico - digital (tipo de ADC): - Con conversión tiempo - pulso (la tensión se convierte en una duración del pulso): - Con Integración simple (con rampa simple ADC) o de tipo rampa DVM; - Con integración doble (con rampa doble ADC) - Con conversión frecuencia - pulso (la tensión se convierte en un pulso - frecuencia): ; - Con conversión código - pulso : - Con equilibrio intensificado (con escalón. rampa ADC); - Con aproximación sucesiva ADC (Dígito a dígito "peso" o codificación). - Con métodos combinados. d)De acuerdo con el número de dígitos con n = 3, 4, 5 y más. Digital methods of measurements – task 4_1 8

Conversión analógica a digital - 1 Digital methods of measurements – task 4_1 9

Conversión analógica a digital - 1 Digital methods of measurements – task 4_1 9

Conversión analógica a digital - 2 Digital methods of measurements – task 4_1 10

Conversión analógica a digital - 2 Digital methods of measurements – task 4_1 10

Convertidores analógico-digitales q Los convertidores analógico-digitales (ADC)se utilizan tanto como elementos constitutivos de DVM

Convertidores analógico-digitales q Los convertidores analógico-digitales (ADC)se utilizan tanto como elementos constitutivos de DVM autónoma e independientemente como elementos de las vías de medición en AS q Sus características son definitivas para las cualidades de la DV y las mediciones en AS. q Las características más importantes de la ADC son las metrológicas. Pueden ser estáticas y dinámicas Digital methods of measurements – task 4_1 11

Errores estáticos de ADC 1. 2. Error de cuantificación (redondeo). También se llama ruido

Errores estáticos de ADC 1. 2. Error de cuantificación (redondeo). También se llama ruido de cuantización. Se define por el paso de cuantización es decir, por la clase de la ADC; Error de resolución. También depende de la etapa de cuantificación; 3. Error del cambio del valor cero -caracteriza el desplazamiento paralelo de las características de conversión (véase a en la siguiente diapositiva); 4. Error del cambio del coeficiente de transmisión (la rampa de las características de conversión - ver b); 5. Error de linealidad. A partir de la desviación de las características de conversión del ADC de la línea recta (véase c final e). 6. Error de falta de sensibilidad en el comienzo de las características (véase d). 7. Error de histéresis de las características (véase F). Los errores de 3 - 7 pertenecen a la errores sistemáticos (Ver Tarea_3_1 y la siguiente diapositiva) Digital methods of measurements – task 4_1 12

Sistemático de errores dispositivos de conversión Los errores sistemáticos de cambio de las características

Sistemático de errores dispositivos de conversión Los errores sistemáticos de cambio de las características de conversión Digital methods of measurements – task 4_1 13

Cuantificación -ejemplo, con señal sinusoidal (diagrama de simulación) Digital methods of measurements – task

Cuantificación -ejemplo, con señal sinusoidal (diagrama de simulación) Digital methods of measurements – task 4_1 14

Cuantificación - ejemplo, con señal sinusoidal (resultados de simulación con Or. CAD) Digital methods

Cuantificación - ejemplo, con señal sinusoidal (resultados de simulación con Or. CAD) Digital methods of measurements – task 4_1 15

Los errores de no linealidad Digital methods of measurements – task 4_1 16

Los errores de no linealidad Digital methods of measurements – task 4_1 16

Características dinámicas de ADC q Frecuencia de discretización -número de conversiones por el ADC

Características dinámicas de ADC q Frecuencia de discretización -número de conversiones por el ADC por segundo; q Tiempo de conversión -este es el intervalo de tiempo entre el inicio de la conversión en el ADC y la señal, que marca el final de la conversión; q Tiempo de fijación -que tiene sentido sólo en los casos de utilización de circuitos S / H; q Tiempo de apertura -momento de indefinición (con disponibilidad de Circuitos de S / H); q Rango dinámico de Uвх - de ella, así como de la etapa de cuantificación se define el número de clases de la ADC. Digital methods of measurements – task 4_1 17

Clasificación de ADC q q q De acuerdo con el procedimiento de conversión: -

Clasificación de ADC q q q De acuerdo con el procedimiento de conversión: - Serie; - Paralelo - serie. De acuerdo a su tiempo de conversión: - Con baja velocidad de la acción (Tconv = 0. 1 - 100 ms); - Con velocidad media de la acción (Tconv = 10 a 100 ms); - Con alta velocidad de acción - Con super-alta velocidad de acción (Tconv = 10 - 100 ns); (Tconv = 0, 1 a 10 ms); De acuerdo con el tipo de codificación (Véase DVM - Clasificación diapositiva 8). A continuación se añaden también un ADC sub-ranging y una sigma-delta ADC Digital methods of measurements – task 4_1 18

DVM convesión tiempo-pulso а) con una sola rampa ADC Diagrama de bloques Digital methods

DVM convesión tiempo-pulso а) con una sola rampa ADC Diagrama de bloques Digital methods of measurements – task 4_1 Diagrama de tiempo 19

Ecuaciones Digital methods of measurements – task 4_1 20

Ecuaciones Digital methods of measurements – task 4_1 20

Errores de rampa simple DVM q Error de cuantificación (a discreción) - depende m.

Errores de rampa simple DVM q Error de cuantificación (a discreción) - depende m. El error relativo es 1 / m, lo que quiere decir, que m debe ser un número más grande, es decir, la frecuencia del generador debe ser mayor. q Error de la inestabilidad de la frecuencia del generador. Para reducir este tipo de error, el generador debe ser estabilizado con cuarzo. q Error de la inestabilidad y debido de la constante de tiempo. Se puede expresar tanto en la forma de un cambio de la característica de conversión desde el punto cero y por el cambio de la rampa. Apenas se reduce considerablemente a medida que los elementos R y C con un nivel relativamente bajo de la precisión y la estabilidad (rara vez por debajo 0, 5 -1%). q Errores adicionales puede ocurrir a partir de la configuración inexacta y medir el intervalo de tiempo (debido a la inexactitud del comparador, el disparador, el circuito AND y el generador); q Ventajas de este tipo es su DVM alta linealidad(la no linealidad está por debajo 10 -6) Digital methods of measurements – task 4_1 21

DVM rampa simple (simulación con Or. CAD) Digital methods of measurements – task 4_1

DVM rampa simple (simulación con Or. CAD) Digital methods of measurements – task 4_1 22

Rampa simple DVM -los resultados de la simulación Digital methods of measurements – task

Rampa simple DVM -los resultados de la simulación Digital methods of measurements – task 4_1 23

b)DVM con doble rampa ADC - principio del trabajo circuito Integrado Digital methods of

b)DVM con doble rampa ADC - principio del trabajo circuito Integrado Digital methods of measurements – task 4_1 24

b)DVM doble rampa - diagrama de bloques El principio de funcionamiento de este tipo

b)DVM doble rampa - diagrama de bloques El principio de funcionamiento de este tipo DVM se muestra en la anterior diapositiva. La función del interruptor de aquí se lleva a cabo por un multiplexor analógico AMUX. Aquí en Fase 1 (Intervalo de tiempo T), La unidad de control, a través de AMUX, incluye Vout a la entrada del integrador (carga) y en la Fase 2 (Intervalo de tiempo Tx) Incluye Vref a la misma entrada (descarga). El fin de la Fase 2 se determina por el detector de 25 cruce por cero. Digital methods of measurements – task 4_1

DVM rampa doble - Diagramas de tiempo Durante fase 2 (Tx) el número de

DVM rampa doble - Diagramas de tiempo Durante fase 2 (Tx) el número de impulsos m 2 es medido. Es variable y varía de acuerdo con el valor de la tensión medida. El número de impulsos m 1 define el intervalo T (fase 1). Es fijado y se mide por la unidad de control en la misma frecuencia que la del generador. Eso es lo que define el independencia de las lecturas del voltímetro en la frecuencia del generador (ver la siguiente diapositiva). Digital methods of measurements – task 4_1 26

Ecuaciones De la fórmula se puede ver que la tensión medida no depende del

Ecuaciones De la fórmula se puede ver que la tensión medida no depende del período del generador TGen. , la definición de la unidad de medición de tiempo ni de la constante de tiempo = RC, que es La principal ventaja de este tipo de DV en comparación con el DV con solo la integración. 27

Parámetros de DVM con doble rampa ADC § Ventajas: - Alta precisión (0. 01

Parámetros de DVM con doble rampa ADC § Ventajas: - Alta precisión (0. 01 - 0. 5%); - Independencia de la constante de tiempo y el periodo del generador, asegurar la estabilidad de los resultados en múltiples mediciones de un voltaje dado. - Alta sensibilidad (До 1 m. V); - Alta estabilidad al ruido (en sincronización adecuada con la red). Atenuación 80 db sin filtro para perturbaciones estándar; - Posibilidad para facilitar la medición de voltajes de polaridad diferente. § Inconveniente: - Acción lenta - 10 a 400 ms para una medición. § La de doble rampa ADC se utiliza sólo en los voltímetros digitales Digital methods of measurements – task 4_1 28

La obtención del resultado en el DVM de doble rampa Digital methods of measurements

La obtención del resultado en el DVM de doble rampa Digital methods of measurements – task 4_1 29

DVM conversión de código de pulso а) Con escalera de rampa ADC Digital methods

DVM conversión de código de pulso а) Con escalera de rampa ADC Digital methods of measurements – task 4_1 30

Rampa Digital VS aproximación sucesiva Digital methods of measurements – task 4_1 31

Rampa Digital VS aproximación sucesiva Digital methods of measurements – task 4_1 31

Peculiaridades § El error de este tipo de DVM depende principalmente de la exactitud

Peculiaridades § El error de este tipo de DVM depende principalmente de la exactitud de la DAC y el comparador y no depende de la frecuencia del generador o de otros factores. Permite lograr una precisión del orden 0, 001% en el uso un DAC exacta § La sensibilidad también es alto y alcanza 10 V. El método también se caracteriza por una alta linealidad. § Una desventaja principal de este tipo de DVM y DAC es el gran tiempo de la conversión. El tiempo máximo de conversión se define por la siguiente dependencia: tconv. max = TGen. 2^ N § Ejemplo: con la resolución n = 10 -bits y Tgen. = 1 s el tiempo máximo de conversión será: tconv. max = 1, 2 ^ 10 = 1024 s 1 ms Digital methods of measurements – task 4_1 32

Aproximación sucesiva ADC § El método se basa en la comparación de la tensión

Aproximación sucesiva ADC § El método se basa en la comparación de la tensión medida con una suma de una serie de voltajes estándar (referencia), cuya relación de pesos cambia por una cierta ley - en este caso por la ley de los números binarios, según la cual cada uno de los bits más significativos de peso tiene dos veces más grande que el vecino bits menos significativos. § El número, que corresponde al conjunto de los voltajes estándar, por lo que la tensión medida está equilibrada es el código digital de esta tensión. Los pesos de estos voltajes con un n-bit DAC son correspondientemente: El principio de trabajo de este tipo de ADC se da en la siguiente diapositiva. Digital methods of measurements – task 4_1 33

Aproximación sucesiva ADC - diagrama de bloques Digital methods of measurements – task 4_1

Aproximación sucesiva ADC - diagrama de bloques Digital methods of measurements – task 4_1 34

Algoritmo de aproximación 1. El bit mayor(más significativo) se conecta primero a la entrada

Algoritmo de aproximación 1. El bit mayor(más significativo) se conecta primero a la entrada del DAC (D / A), cuyo peso es 2 n-1, es decir, el código digital es dado 1000. . 0; 2. El voltaje estándar obtenido en la salida de la DAC se compara con la tensión medida; 3. Si VDAC > VMEAS este bit está excluidos y el próximo en peso bit se incluye con un peso dos veces menor; 4. Si VDAC < VMEAS el bit de estado incluido y el siguiente en el bit de peso también se incluye; 5. La siguiente comparación de VDAC y VMEAS se lleva a cabo y el proceso continúa como en los puntos 3 y 4 hasta que se utilizan todos los bits del DAC y se alcanza el equilibrio mejor posible. Digital methods of measurements – task 4_1 35

Parámetros q Converison tiempo es fijo y la conversión se lleva a cabo sólo

Parámetros q Converison tiempo es fijo y la conversión se lleva a cabo sólo para n pulsos de reloj, pero no para 2^n: Si se utilizan los mismos parámetros que en el ejemplo anterior, obtenemos: q La precisión se define principalmente por el CAD y su tensión de referencia, así como por el comparador. q El error de criterio depende en el número de bits de la DAC. q La linealidad diferencial es peor, pero la acción rápida es alta (sólo los ADC en paralelo son más rápidos, así como los que tienen la conversión combinada [pipeline]). q El resto de los parámetros son como lo son en el tipo anterior. q Rara vez son utilizados en voltímetros digitales, pero muy a menudo utilizado en la EA debido a su rápida acción. q Recientemente se producen como circuitos integrados, por el cual se consigue considerablemente mejor linealidad. Digital methods of measurements – task 4_1 36

DVM conversión de frecuencia de pulso Digital methods of measurements – task 4_1 37

DVM conversión de frecuencia de pulso Digital methods of measurements – task 4_1 37

U F convertidor q El así llamado método de balanceo de carga es ampliamente

U F convertidor q El así llamado método de balanceo de carga es ampliamente utilizado - Uвх entra en RC integrador, cuya tensión de salida se compara en el comparador K con voltaje estable, por ejemplo, cero. - La salida del comparador está conectada a un mono-vibrador (MV), que se inicia a un nivel alto de la entrada. - El MV produce un impulso T calibrado que convierte un interruptor, el envío de corriente I estable a la entrada inversora del integrador. - La cantidad de carga es: - Q = I. T (1) - Después del final de T, la descarga se inicia en C por Uвх y el voltaje en el condensador se fuerza a cero. - El valor de la tasa tomado durante el período Tх es la siguiente: (2) - Al igualar (1) y (2) obtenemos Digital methods of measurements – task 4_1 38

U f convertidor - diagrama de bloques Digital methods of measurements – task 4_1

U f convertidor - diagrama de bloques Digital methods of measurements – task 4_1 39

Paralelo (flash) ADC 3 -bits en paralelo ADC Ellos usan el principio de la

Paralelo (flash) ADC 3 -bits en paralelo ADC Ellos usan el principio de la comparación de la tensión medida con 2 n voltajes de referencia por medio de 2 n comparadores (para n-bit ADC). La conversión se lleva a cabo en un solo contacto para cientos de décadas de nanosegundos. La tensión de referencia es suministrada por un divisor de resistencia. Se obtiene un alto nivel en la salida de cada comparador si el comparador ha cambiado, o, bajo nivel, si no ha cambiado. El codificador a menudo cuenta como uno de dos pasos. El gran número de elementos y la difícil realización de comparadores idénticos y resistencias con alta exactitud y la alta no linealidad diferencial son las desventajas de la ADC en paralelo. Mediante las tecnologías de modernos super rápido paralelo ADC (ECL y CMOS) se realizan con buenos parámetros de no linealidad y frecuencias de discretización de más 100 MHz. Digital methods of measurements – task 4_1 40

ADCs sub-ranging q Un sub-ranging ADC utiliza un menor número de comparadores que los

ADCs sub-ranging q Un sub-ranging ADC utiliza un menor número de comparadores que los ADC flash paralelos. En lugar de utilizar un comparador por LSB como un convertidor de flash , una sub-ranging ADC utiliza menos comparadores, consume menos energía, tiene menor capacidad de entrada, y puede alcanzar resoluciones más altas. q Aunque no es tan rápido como un ADC en paralelo, uyn ADCs sub-ranging (también llamado pipeline) puede digitalizar a velocidades superiores a 100 Mmuestras / s con una resolución de 8 bits. q Se pueden resolver las señales de 16 bits a velocidades más lentas. ADCs sub-ranging a menudo encuentran su uso en Equipos de prueba de RF, osciloscopio de digitalización de baja velocidad, y PC de gama alta plug-in tarjetas digitalizadoras y Sistemas de adquisición de datos en PC externos. Digital methods of measurements – task 4_1 41

sub-ranging ADC - diagrama de bloques q La figura anterior muestra un diagrama de

sub-ranging ADC - diagrama de bloques q La figura anterior muestra un diagrama de bloques de un ADC de 8 bits sub-ranging que utiliza dos etapas de 4 bits para digitalizar la señal de entrada analógica. La primera ADC convierte los 4 bits superiores, mientras que la segunda etapa convierte los 4 bits más bajos. Utiliza este diseño 30 comparadores (15 para cada ADC) en lugar de los 255 comparadores requeridos por un convertidor de flash de 8 bits. q Cuando el amplificador S / H almacena una muestra, 4 bits de flash ADC de la primera etapa digitaliza la señal y envía su salida a un convertidor digital-a-analógico de 4 bits (DAC). Un sumador, resta la salida del DAC de la tensión de entrada muestreada. Un amplificador aumenta la tensión analógica restante y lo envía a la siguiente etapa. A 12 -bit sub-ranging ADC puede utilizar dos etapas de 6 bits, tres etapas de 4 bits, o cuatro etapas de 3 bits. ADCs sub-ranging generalmente, usa bits adicionales en las últimas etapas para corregir errores realizados en etapas anteriores. 42 Digital methods of measurements – task 4_1 http: //www. e-insite. net/index. asp? layout=article. Print&article. ID=CA 2. . .

Sigma-delta ADC q Muchas aplicaciones de medición no necesitan tasas posibles convertidores paralelos o

Sigma-delta ADC q Muchas aplicaciones de medición no necesitan tasas posibles convertidores paralelos o sub-rango de alta conversión, pero las aplicaciones necesitan una resolución más exacta. ADC sigma-delta puede obtener una resolución tan exacta como la de 24 bits y pueden obtener una resolución a diferente velocidad. A 16 bits, puede obtener frecuencias de muestreo de hasta unos 100 k muestras / s. En 24 bits, la velocidad de la ADC se reduce a alrededor de 100 muestras / s o más bajos, dependiendo del dispositivo. q ADC sigma-delta son útiles en digitalización de señales de audiofrecuencia. Los encontrarás en algunos Sistemas de adquisición de datos en PC externos y en el equipo de prueba de vibración. ADC sigma-delta también encuentran un amplio uso en sistemas y aplicaciones de medición , temperatura y pesaje, en los que no es necesario el muestreo de alta velocidad, pero a menudo necesitan una solucion mas precisa de 16 bits. Muchos registradores gráficos y registradores de datos también utilizan ADCs sigma-delta. q ADC sigma-delta es mucho más complejo que otros tipos de ADC. Digital methods of measurements – task 4_1 43

Sigma-delta ADC - diagrama de bloques q ADC sigma-delta utiliza un comparador y 1

Sigma-delta ADC - diagrama de bloques q ADC sigma-delta utiliza un comparador y 1 bit DAC seguido por filtros digitales para eliminar las frecuencias no deseadas y para reducir la frecuencia de muestreo. La señal analógica sobremuestreada pasa por un integrador cuya salida conduce a un comparador (un 1 -bit ADC) que, a su vez, impulsa un DAC de 1 bit en el bucle de realimentación. A través de una serie de iteraciones, el integrador, comparador, DAC, y el sumador producen un flujo de bits en serie que representa la tensión de entrada sobremuestreada. q Una vez digitalizada, la señal de sobremuestreo pasa a través de un filtro digital para eliminar componentes de frecuencia por encima de la frecuencia de Nyquist, y un se elimina los datos sobremuestreados. En un ADC con 128 X sobremuestreados, se retendrá 1 bit por cada 128 bits que recibe. El resultado final es una corriente de bits en serie. Digital methods of measurements – task 4_1 44

Medición de las tensiones de impulsos q A menudo se realiza en experimentos físicos

Medición de las tensiones de impulsos q A menudo se realiza en experimentos físicos en el proceso de investigación de los espectros de energía de varios tipos de radiación ionizante (Roentgen y los rayos Gamma, partículas alfa, etc), en las técnicas de láser etc q La tensión del pulso, procedentes de diversos tipos de detectores de radiación ionizante (proporcional, centelleo, semiconductores)por sus amplitudes dan alguna información acerca de la energía, sobre la energía de la radiación. q Los dispositivos para la selección de voltajes de impulsos con ciertas amplitudes se denominan selectores de amplitud, mientras que los dispositivos de recepción, amplificación y la conversión de las señales de pulso y su clasificación por la amplitud y el registro se denominan analizadores de amplitud. q Con el fin de medir la amplitud de un impulso que tiene que ser guardado por medio del denominado detector de pico. Nota: Detalles acerca de la medición de voltajes de pulso se puede encontrar en el material adicional «Medición de tensiones de impulso (en búlgaro)» Digital methods of measurements – task 4_1 45

La medición de intervalos de tiempo q Se realiza a menudo en experimentos físicos.

La medición de intervalos de tiempo q Se realiza a menudo en experimentos físicos. q Ejemplos: medición el tiempo de vuelo de las partículas elementales, medición la energía de los neutrones por el método de tiempo de vuelo , medición el tiempo de vida de estados isoméricos, mediciones en técnicas de láser etc. Además, algunos de los métodos de medición de las tensiones se reducen a la conversión de los voltajes en intervalos de tiempo y de medición digital consecutiva de los intervalos de tiempo. q Una de las formas de medir intervalos de tiempo se basa en una principio análogo y se realiza por medio de diagramas de circuito de coincidencia. En realidad, es comprobar si dos o más pulsos caen en un intervalo de tiempo dado, definido por el tiempo de separación del diagrama de circuito de coincidencia. q Los métodos de medida digital de intervalos de tiempo tienen una apicación mas amplia Digital methods of measurements – task 4_1 46

Tipos y métodos de medición de intervalos de tiempo § Los siguientes tipos se

Tipos y métodos de medición de intervalos de tiempo § Los siguientes tipos se distinguen - Entre un impluso de partida y un impulso de parada de la misma fuente - Entre un impulso de partida y un impulso de parada de dos fuentes diferentes ; - Entre un impulso de partida y un número de parada ; - La duración de un impulso. Métodos: 1. La medición directa (método de conteo directo). Resolución de hasta un pocos ns; 2. Estirar el intervalo t T: А) Vernier - corresponde a los métodos digitales - hasta 100 ps; Б) Analógica - carga rápida y lenta descarga de un condensador - abajo 100 ps; 3. Conversión tiempo - amplitud t La y la medición digital consecutiva de la amplitud - hasta 50 ps. Digital methods of measurements – task 4_1 47

La medición de intervalos de tiempo por un método directo q. Los dos bloques

La medición de intervalos de tiempo por un método directo q. Los dos bloques de entrada y el de RS- desde un impulso con una duración Tx, igual al intervalo de tiempo entre el inicio y la señal de parada. Después de la duración de este pulso se mide digitalmente por la manera conocida (ver el diagrama de tiempo). q El diagrama de circuito puede ser fácilmente ajustado para la medición de la duración de las señales, en que los bloques de entrada se convierten en redundantes y el pulso medido se envía al punto en el lugar del impulso de referencia, es decir, directamente al circuito AND, haciendo el papel de un selector de tiempo. q El error aquí proviene básicamente de cuantificación y puede ser reducido si la longitud de la cuant se reduce - el período del generador de tacto, que debe ser cuarzo estabilizado -. 48 Digital methods of measurements – task 4_1

Medición de frecuencias - 1 q El diagrama de circuito es similar a la

Medición de frecuencias - 1 q El diagrama de circuito es similar a la que se usa para la medición directa de intervalos de tiempo. q La diferencia es que los dos canales cambian de lugar aquí - la señal con la frecuencia y el periodo medido Тх se da en el lugar del generador, mientras que desde el generador, a través de un divisor, un pulso Тет es formado y se envía al circuito de E para controlar el recuento. q El impulso de referencia es formado con duración, múltiples 10: 0, 1, 1, 100 segundo. etcétera. Los impulsos, contados por el contador, 1 s dan la frecuencia deseada. La relación Tет/Tx = Fx/Fет = m se busca. q Errores principales: Ø Error de la medida -depende de la precisión del generador de cuarzo y sube 1. 10 -10 1 /s o 50. 10 -9 1 / período de veinticuatro horas; Ø Error de comparación (cuantificación). Nota: Detalles acerca de la medición de intervalos de tiempo y la frecuencia se pueden encontrar en el material adicional «Medidas de intervalos de tiempo y frecuencia (En Bulgaro)» 49

Medición de la frecuencias - 2 q Medidas para reducir el error: - La

Medición de la frecuencias - 2 q Medidas para reducir el error: - La ampliación del intervalo de medición (hasta 10 seg. ); - Multiplicación de la frecuencia Fx; - Múltiples medidas y tratamiento estadístico; - Medición de un período en lugar de una frecuencia - en las frecuencias bajas - ejemplo: la medición de la frecuencia de los latidos del corazón - es más apropiado para medir un período, debido a que la frecuencia puede cambiar rápidamente (por ejemplo después de la carga de trabajo o el estrés). Digital methods of measurements – task 4_1 50

Utilizando microprocesadores en equipos de medición digitales q La incorporación de microprocesadores (MP) en

Utilizando microprocesadores en equipos de medición digitales q La incorporación de microprocesadores (MP) en los dispositivos de medición digitales dicta la siguiente posibilidades: - Establecimiento automático de la gama y el modo de de la medición; - Control de la operación en todos los bloques de un dispositivo; - Programación y configuración del modo para lograr la precisión deseada; - Múltiples mediciones y procesamiento estadístico si es necesario; - Control automático y auto-test; - Representación conveniente de los resultados; - Reducción del consumo de energía; - Alta fiabilidad. Nota: Los detalles sobre el uso de microprocesadores en dispositivos y sistemas de medición se pueden encontrar en el material adicional "El uso de embebido МSistemas P» (En búlgaro) Digital methods of measurements – task 4_1 51