Efektywna rozdzielczość przetwornika napięcie-częstotliwość w stanach dynamicznych

• Autorzy: Pawłowski E.

Warianty tytułu

EN

Effective resolution of Voltage-to-Frequency Converter under dynamic conditions

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawia się problematykę cyfrowego przetwarzania sygnałów w systemach pomiarowych z czujnikami o wyjściu częstotliwościowym, na przykładzie przetwornika napięcie-częstotliwość pracującego w stanach dynamicznych. Uzyskiwany w takim przypadku sygnał częstotliwościowy jest wyjątkowo niekorzystny pod względem dynamicznym, gdyż cyfrowy pomiar częstotliwości jest pomiarem wartości średniej i w stanach dynamicznych pojawia się błąd związany z uśrednianiem oraz z przyjętym sposobem przypisywania wyników odpowiednim chwilom czasowym, a dodatkowo otrzymywane próbki sygnału są rozmieszczone nierównomiernie w czasie. Opracowano algorytm symulacyjny, pozwalający na uzyskanie cyfrowych próbek chwilowych wartości sygnału częstotliwościowego z przetwornika U/F dla znanego, zadanego w postaci analitycznej sygnału wejściowego. Przedstawia się rezultaty przeprowadzonych badań symulacyjnych wpływu parametrów sygnału wejściowego na uzyskiwaną w systemie pomiarowym wartość efektywnej liczby bitów (ENOB).

EN

Voltage-to-frequency converters (VFCs) provide many unique characteristics when used as analog-to-digital (A/D) converters. Their excellent accuracy, linearity and integrating input characteristic often provide performance attributes unattainable with other converter types. By using efficient frequency counting techniques, familiar speed/accuracy tradeoffs can be averted. Frequency signal can be transmitted over long lines with excellent noise immunity. Voltage isolation can be accomplished with low cost optical couplers or transformers without loss in accuracy. Many channels of frequency data can be efficiently steered by one counter circuit using simple digital gating, avoiding expensive analog multiplexing circui-try. Therefore, voltage-to-frequency converters have a wide range of applications in modern measurements systems. Hence, characterizing the performance of VFCs is of an important concern. The most commonly used term for describing an A/D converter under dynamic conditions is the effective number of bits (ENOB). For testing voltage-to-frequency converters a sine-wave input structure is proposed. The paper analyses relationships between the effective number of bits in a measuring path with VFCs and parameters of the input signal (frequency, amplitude, offset).

Słowa kluczowe

PL

przetwornik napięcie-częstotliwość; częstotliwość chwilowa; próbkowanie nierównomierne

EN

voltage-to-frequency converter (VFC); instantaneous frequency; nonuniform sampling

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2010
• Tom: R. 56, nr 11
• Strony: 1294--1297
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., wykr., wzor

Twórcy

autor

Pawłowski E.

• Politechnika Lubelska, ul. Nadbystrzycka 38A, 20-618 Lublin,

Bibliografia

• [1] Przetwarzanie sygnałów próbkowanych nierównomiernie w systemach pomiarowych z częstotliwościowym nośnikiem informacji. PAK 2007 nr 9 bis, s. 130-133.
• [2] Bryant J.: V/F converters, AN-361, Analog Dialogue vol. 23-2, Analog Devices 1989, p. 20-21.
• [3] Świsulski D.: Błąd dynamiczny w torze pomiarowym z częstotliwościowym nośnikiem informacji. PAK 2000 nr 2, s. 2-6.
• [4] Pawłowski E.: Efektywna liczba bitów w torze pomiarowym z sygnałem częstotliwościowym, Metrologia dziś i jutro, praca zbiorowa, red. Kiciński W., Swędrowski L., Gdańsk 2009, R2.2, s. 75-85.
• [5] IEEE 1241 Standard for Terminology and Test Methods for Analog-to-Digital Converters, 2000.
• [6] Jasik J., Warda P.: Wyznaczanie dynamicznych charakterystyk przetworników pomiarowych napięcie - częstotliwość. PAK 2002 nr 7-8, s. 37-40.
• [7] Jakubiec J.: Losowe właściwości błędu kwantowania w systemie pomiarowym. PAK 2008 nr 1, s. 8-11.