Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Filtry anty-aliasingowe w kondycjonerach sygnału w systemach sensoryki - część 1

ghost666 10 Sie 2013 22:23 1815 0
  • Multimodalne kondycjonowanie sygnałów

    Multimodalne systemy sensoryki to takie w których pracuje większa liczba różnych sensorów, pracujących w różnych trybach i z różnymi parametrami. Często w systemach wyższego poziomu istnieje konieczność monitorowania, kondycjonowania i pomiaru wartości wyjściowej z różnorakich sensorów. Przykładem może być mostek z piezoopornikiem, do pomiaru naprężenia. Obsługa takiego sensora wymaga pomiaru napięcia niezrównoważenia mostka, ale także sygnału pochodzącego z towarzyszącego mu czujnika temperatiury. Analogicznie pomiar temperatury z pomocą termopary wymaga pomiar napięcia na termoparze ora pomiar temperatury złącza termopary. Pomiar ten jest potrzebny do wykonania kompensacji tak zwanego "zimnego złącza" termopary. W przypadku gdy wszystkie te sygnały kondycjonowane są z wykorzystaniem tych samych układów, możemy mówić o systemie z multimodalnym kondycjonowanie sygnałów.

    Kondycjonowanie sygnałów mieszanych

    Kolejnym aspektem kondycjonowania sygnałów który trzeba rozważyć jest domena w której ono zachodzi. Na przykłąd układ PGA309 produkowany przez Texas Instruments dedykowany do kondycjonowania sygnałów pochodzących z mostkó oporowych zdolny jest do kondycjonowania sygnałów anaogowych. Z kolei układy takie jak PGA400 zdolne są do kondycjonowania sygnału w domenie analogowej i cyfrowej. Taki właśnie przypadek nazywa się kondycjonowaniem sygnałów mieszanych.

    Krytycznym komponentem układów kondycjonowania sygnałów mieszanych jest przetwornik analogowo-cyfrowy (AD). Poniższy schemat blokowy obrazuje jak wygląda system multimodalnego kondycjonera sygnałów mieszanych. Widać na tym schemacie iż każdy z sygnałów pochodzących z dwóch sensorów przechodzi przez osobny, niezależny tor kondycjonowania aż dociera do bloku inteligentnej kompensacji, który generuje - na podstawie tych dwóch sygnałów - sygnał wyjściowy.

    Filtry anty-aliasingowe w kondycjonerach sygnału w systemach sensoryki - część 1


    Kryterium Nyquista

    Kluczowym aspektem kondycjonowania sygnałów mieszanych jest dyskretyzacja sygnału z ciągłym czasem, znajdującego się w domenie analogowej. W efekcie otrzymujemy sygnał w domenie cyfowej z czasem dyskretnym. Innymi słowy sygnał zostaje spróbkowany w takim kondycjonerze. Z uwagi na to można zaaplikować kryterium Nyquista podczas analizy tego typu systemów. Kryterium to mówi że częstotliwość próbkowania sygnału musi być, co najmniej, dwukrotnością największej częstotliwości pasma które chcemy odtworzyć. W powyższym schemacie blokowym zakłada się że wzmacniacze sygnału, znjdujące się w każdym stopniu toru sygnałowego ograniczają częstotliwość mierzonego sygnału do poziomu wynikającego z kryterium Nyquista. Czyli wzmacniacze zawarte w torze wzmacniają sygnał użyteczny, którego chcemy dokonać pomiar, jednocześnie zapewniając jego anty-aliasing poprzez filtrowanie sygnału do zadanego poziomu.

    Na powyższym rysunku pokazane są taże filtry cyfrowe w torze sygnału. Każdy z takich filtrów ma za zadanie zredukować pasmo sygnału w celu poprawy stosunku sygnału do szumu (SNR).
    Źródła:
    http://www.ti.com/lit/an/slyt530/slyt530.pdf

    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
    O autorze
    ghost666
    Tłumacz Redaktor
    Offline 
    Fizyk z wykształcenia. Po zrobieniu doktoratu i dwóch latach pracy na uczelni, przeszedł do sektora prywatnego, gdzie zajmuje się projektowaniem urządzeń elektronicznych i programowaniem. Od 2003 roku na forum Elektroda.pl, od 2008 roku członek zespołu redakcyjnego.
    ghost666 napisał 9426 postów o ocenie 7101, pomógł 157 razy. Mieszka w mieście Warszawa. Jest z nami od 2003 roku.