Цифровое преобразование сигнала

В системе цифровых приборов, особенно в цифровой электронике , цифровые компьютеры играют важную роль практически во всех аспектах жизни в нашем современном мире. Цифровая электроника лежит в основе компьютеров, но существует множество прямых применений цифровой электроники. Вся эта цифровая электроника нуждается в том, чтобы данные были представлены им в цифровом формате (т. е. данные должны быть обработаны в цифровом формате). Это называется цифровым кондиционированием . Поскольку компьютеры являются электронными устройствами, вся информация, с которой они работают, должна быть отформатирована в цифровом формате. Следовательно, если они используются для управления такой переменной, как температура , тогда температура должна быть представлена в цифровом виде. Вот почему нам необходимо цифровое преобразование сигнала, чтобы придать сигналу управления технологическим процессом приближенный цифровой формат. ^[1]

Введение и основы цифровых технологий

Цифровое преобразование сигналов в управлении технологическими процессами означает поиск способа представления аналоговой информации о процессе в цифровом формате. ^[2] Однако использование в системе управления особенно ценно по ряду других причин:

Компьютер может управлять мультивибратора . системой управления технологическим процессом
Нелинейность выходного сигнала датчика может быть линеаризована с помощью компьютера.
Сложное уравнение управления можно быстро решить и при необходимости изменить.
Сеть управляющих компьютеров позволяет большому комплексу управления технологическими процессами работать полностью интегрированным образом.

Цифровая информация

Использование цифровых методов в системе управления технологическим процессом позволяет кодировать измерения технологических параметров и управляющую информацию в цифровую форму. Сами цифровые сигналы являются просто двухшкальными (двоичными). ^[3] Эти уровни могут быть представлены разными способами. Например, два вольта, два тока, две частоты и т. д.

Цифровые слова

Учитывая простую двоичную информацию, передаваемую цифровым сигналом, становится ясно, что для описания аналоговой информации необходимо использовать несколько сигналов. Обычно это делается с помощью набора цифровых уровней для построения двоичного числа, часто называемого словом . Отдельные цифровые уровни называются битами слова. Так, например, 6-битное слово состоит из шести независимых цифровых уровней, таких как $101011_{2}$ , который можно представить как шестизначное число по основанию 2. Таким образом, важным моментом является то, как аналоговая информация кодируется в это цифровое слово.

Цифровые целые числа

Одной из наиболее распространенных схем кодирования аналоговых чисел в цифровые слова является использование прямого подсчета десятичных (или десятичных) и двоичных представлений чисел.

Некоторые примеры

$Ex.1.$ Найдите эквивалент двоичного целого числа по основанию 10. $00100111_{2}$ ? Решение. Как и в системе с основанием 10, ноль, предшествующий первой значащей цифре, не имеет значения. Таким образом, двоичное число на самом деле $100111$ , и $n=5$ , десятичный эквивалент можно вычислить следующим образом: $N_{1}0=a_{5}2^{5}+a_{4}2^{4}+....+a_{1}2^{1}+a_{0}2^{0}$ $N_{1}0=(1)2^{5}+(0)2^{4}+(0)2^{3}+(1)2^{2}+(1)2^{1}+(1)2^{0}$ $N_{1}0=32+4+2+1$ $N_{1}0=39$

См. также

Формирование сигнала

Ссылки

^ Кертис Д. Джонсон, «Технология контрольно-измерительных приборов», 6 сентября 2006 г. ISBN 0-13-441305-9
^ Рамон Паллас-Арени, Джон Г. Вебстер, «Датчики и формирование сигнала, 2-е издание», ноябрь 2000 г. ISBN 978-0-471-33232-9
^ Гудвин, Грэм К., Ричард Х. Миддлтон и Х. Винсент Пур. «Высокоскоростная цифровая обработка сигналов и управление». Труды IEEE 80.2 (1992).

Внешние ссылки

[1] Кертис Д. Джонсон, «Технология контрольно-измерительных приборов», 6 сентября 2006 г. ISBN 0-13-441305-9

[2] Рамон Паллас-Арени, Джон Г. Вебстер, «Датчики и формирование сигнала, 2-е издание», ноябрь 2000 г. ISBN 978-0-471-33232-9

[3] Гудвин, Грэм К., Ричард Х. Миддлтон и Х. Винсент Пур. «Высокоскоростная цифровая обработка сигналов и управление». Труды IEEE 80.2 (1992).

[1]

[2]

[3]