СХЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ С ДАТЧИКОВ

2. СХЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ С ДАТЧИКОВ

2.1 .Входные характеристики интерфейсных схем

Если датчик не оснащен встроенной электронной схемой, формирующей выходной сигнал в определенном формате, его практически никогда не удается напрямую подключить к процессору, монитору или другой регистрирующей аппаратуре. Обычно сигнал на выходе датчика бывает либо слишком зашумленным, либо очень слабым, либо содержит нежелательные составляющие. В дополнение к этому его формат может не соответствовать формату системы приема данных. Для подключения датчика к процессорному устройству, как правило, требуется промежуточное согласующее устройство. Схема согласования сигналов часто называется интерфейсам между датчиком и последующими устройствами. Ее основная цель — преобразование сигнала датчика в формат, совместимый с нагрузкой. На рис. 2.1 показан внешний сигнал, действующий на датчик, подключенный к нагрузке через интерфейсную схему. Его входные характеристики должны быть совместимы с выходными параметрами датчика, а выходные - с входным форматом нагрузки.

Рис. 2.1. Интерфейсная схема согласует форматы сигналов датчика и нагрузочного устройства.

Входная часть интерфейсной схемы характеризуется несколькими стандартными параметрами, показывающими насколько точно схема может преобразовать сигнал датчика и какой вклад она внесет в общую погрешность.

Входной импеданс показывает насколько сильно интерфейс нагружает датчик. Он может быть выражен в комплексном виде:

, (2.1)

где Z и I – комплексные числа, соответствующие напряжению и току через входной импеданс. Например, если входную часть интерфейсной схемы представить в виде параллельного соединения входного сопротивления R и входной емкости С (рис. 2.2.А), входной импеданс в комплексном виде можно записать как:

(2 .2)

где w - круговая частота, a - мнимая единица. На очень низких частотах схема обладает относительно небольшой входной емкостью, и ее входной импеданс определяется сопротивлением R, поэтому можно считать, что в этом случае Z≈R. Следовательно, реактивная часть уравнения (2.2) становится очень маленькой, т.е. выполняется следующее соотношение:

(2.3)

При рассмотрении входного импеданса интерфейсной схемы всегда необходимо учитывать выходной импеданс датчика. Например, если датчик имеет емкостную природу, для определения частотных характеристик входной части интерфейса емкость датчика должна быть подсоединена параллельно его входной емкости. В формуле (2.2) предполагается, что входной импеданс является функцией частоты внешнего сигнала. С увеличением скорости изменения сигнала входной импеданс уменьшается.

12 3 4 5 6 Следующая ⇒