Ввод аналоговых сигналов в контроллер.

Известен способ ввода аналогового сигнала в персональный компьютер, состоящий в том, что аналоговый сигнал преобразуют в код с помощью соответствующего аналого-цифрового преобразователя (АЦП) и затем этот код вводят в компьютер. В этом случае могут использоваться АЦП различных типов, с различным быстродействием и т.д., в частности АЦП. Однако при указанном вводе требуются соответствующие блоки и узлы для хранения кодов и их последующего ввода в компьютер, что существенно усложняет реализацию способа.

1. Способ ввода аналогового сигнала в персональный компьютер, состоящий в том, что этот сигнал подают на один из входов компаратора, на второй вход компаратора подают опорный пилообразный (линейно-меняющийся) сигнал, в каждом цикле ввода командами с компьютера опрашивают состояние компаратора, амплитуде сигнала ставят в соответствие число опросов компаратора от начала цикла до момента срабатывания компаратора, и это число заносят в память компьютера с учетом известной зависимости между амплитудой и числом опросов, причем начало каждого последующего цикла формируют командами с компьютера непосредственно после срабатывания компаратора, отличающийся тем, что находят отношение полного времени ввода сигнала к полному числу опросов компаратора за это же время, суммируют число опросов компаратора от момента начала ввода сигнала до текущего цикла ввода, умножают это суммарное число на указанное отношение, и полученное значение заносят в память компьютера как значение текущего времени для амплитуды сигнала в соответствующем цикле ввода.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на компаратор предварительно подают постоянный сигнал известной амплитуды, и по числу опросов компаратора определяют зависимость между амплитудой и числом опросов.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что опрос состояния компаратора производят по одной из линий стандартного порта компьютера, например по линии готовности внешнего устройства, а команды начала каждого последующего цикла передают по одной из линий того же порта например, по линии готовности к передаче информации.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что при вводе сигнала через СОМ-порт компаратор опрашивают по линии (DSR), а команды начала каждого цикла опроса передают по линии (TxD); при вводе сигнала через LPT-порт компаратор опрашивают по линии АСК или BUSY, а команды начала каждого цикла опроса передают по одной из линий DO-D7; при вводе сигнала через USB-порт компаратор опрашивают по линии D-, а команды начала каждого цикла опроса передают по линии D+.

 

3. Практическая задача: Рассчитать основные характеристики апериодического (инерционного) звена, такие как: передаточная функция, комплексная частотная характеристика (КЧХ), амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) и фазо-частотная характеристика (ФЧХ). Привести примеры данного типа элементарного динамического звена.

Дифференциальное уравнение:

Передаточная функция:

, где K – статический коэффициент передачи, Т – постоянная времени (сек).

Переходная функция: . Зависимость h(t) – экспоненциальная.

 

КЧХ:

АЧХ:

График АЧХ строится по точкам:

Здесь _с – частота среза.

Гармонические сигналы малой частоты ( < _с) пропускаются звеном хорошо – с отношением амплитуд выходной и входной величин, близким к передаточному коэффициенту k. Сигналы большой частоты ( > _с) плохо пропускаются звеном: отношение амплитуд существенно коэффициента k. Чем больше постоянная времени Т, т.е. чем больше инерционность меньше звена, тем меньше АЧХ вытянута вдоль оси частот, или, тем уже полоса пропускания частот.

Т.е. инерционное звено первого порядка по своим частотным свойствам является фильтром низкой частоты.

ФЧХ:

Чем больше частота входного сигнала, тем больше отставание по фазе выходной величины от входной. Максимально возможное отставание равно 900. При частоте с=1/Т сдвиг фаз равен –45°.

Примеры апериодических звеньев

⇐ Предыдущая891011121314151617Следующая ⇒

Поделиться: