tahák2

o vedené na převodník čísla na napětí atd. Postup pokračuje dál, až se stanoví hodnoty všech bitů. Výstupním signálem ukp registru postupné aproximace se převod ukončí a na výstupu registru je k dispozici v paralelním tvaru číslo N udávající v přirozeném binárním kódu hodnotu napětí Ux ; možný je i sériový výstup. Celý převod trvá tolik taktovacích period, kolik má registr bitů. Správný chod převodníku vyžaduje, aby se převáděné napětí během převodu neměnilo. Je-li vstupní napětí časově proměnné, musí se před převodník zařadit paměťový vzorkovač, který vstupní napětí vzorkuje a každý odebraný vzorek podrží po dobu převodu konstantní.
Nejrychlejší je převod napětí na číslo metodou paralelního porovnání (flash) s řadou známých odstupňovaných hodnot napětí, přičemž hodnoty porovnávacích napětí jsou zpravidla odstupňovány lineárně.V takovém převodníku se převáděné napětí přivádí současně (paralelně) na řadu analogových komparátorů. V jednotlivých komparátorech se převáděné napětí porovnává s porovnávacím napětím Up odlišné hodnoty. Tato porovnávací napětí jsou z referenčního napětí Ur odvozena děličem s rezistory o stejném odporu. Každý komparátor vydává na svém výstupu logický signál o výsledku porovnání: signál 0 při Ux > Up a signál 1
při Ux ≤ Up .Soubor signálů v.ech komparátorů vyjadřuje velikost převáděného napětí v Johnsonově kódu. Měnič kódu zařazený za komparátory poskytuje vyjádření velikosti převáděného napětí v přirozeném binárním kódu. Výstupní číslo 8-bitové lze získat u převodníku, který obsahuje 255 komparátorů.Paralelní převodníky napětí na číslo se používají v přístrojích, kde se klade důraz především na rychlost převodu při menších nárocích na rozlišovací schopnost; tak je tomu např. v číslicových osciloskopech.
OSCILOSKOPY: a)Analogové osciloskopy: Analogové osciloskopy pracují výlučně s analogovými signály. Základními částmi analogových osciloskopů jsou obrazovka, vertikální zesilovač, obvody časové základny a spouštění, horizontální zesilovač a napájecí zdroj. Osciloskop má dva základní vstupy, vertikální vstup Y a horizontální vstup X. Oba vstupy jsou opatřeny zesilovači upravujícími vstupní signál v celém kmitočtovém rozsahu na jednotnou úroveň. Vstupní impedance zesilovačů musí být velká, aby osciloskop nezatěžoval měřený obvod.
PASIVNÍ NAPĚŤOVÁ SONDA: obsahuje kmitočtově kompenzovaný vstupní dělič – paralelní kombinaci rezistoru s proměnným kondenzátorem, tvořící část umístěnou v hlavici sondy na začátku stíněného kabelu. Dělicí poměr napětí je dán poměrem odporů:N=Ri /(R1+Ri)
AKTIVNÍ NAPĚŤOVÉ SONDY(bez obrázku): s vestavěnými aktivními prvky (zesilovači) slouží k měření
signálů nízkých úrovní. Vstupní odpor aktivní sondy je okolo 1 MΩ, kapacita bývá 1÷2 pF.
Zesílení je jednotkové a výstupní odpor je přizpůsoben impedanci koaxiálního kabelu.
Aktivní sondy přenášejí signál bez útlumu, ale jejich nevýhodou je vyšší cena a nutnost
zvláštního napájecího zdroje pro prvky sondy.
Číslicové záznamníky:Elektronické záznamníky využívají pro záznam naměřených hodnot některý typ polovodičové paměti. Obsahují obvody převodu vstupního signálu do číslicové podoby,vlastní paměť, obvody adresace. Pro řízení celého procesu se obvykle použije některý typ mikropočítače.
Výstup může být analogový ve formě napětí, číslicový pro dal.í zpracování (např.sériový dle RS232C, GP-IB), grafický (záznamníky bývají vybaveny vestavěnou tiskárnou), nebo i vizuální (součástí bývá zobrazovač, na kterém lze verifikovat
průběh záznamu,zobrazit již zaznamenané hodnoty a sledovat parametry záznamu). Záznamník tohoto typu dokáže provádět i určitá vyhodnocení jako zjištění statistických parametrů, histogram spektrum. Není výjimkou, že lze takový záznamník programovat (např. variantou jazyka BASIC). Ovládání je malou alfanumerickou klávesnicí. Nezávislost na napájení zajišťují vestavěné akumulátory. Typ vstupní veličiny může být volen vhodnými výměnnými vstupními moduly. Vstupní kanály bývají navzájem galvanicky odděleny.Lze u nich volit citlivost, vzorkovací kmitočet, počet zaznamenaných dat před a za startovacím (synchronizačním) signálem. Jsou velmi blízké číslicovým osciloskopům. Pro zvýšení univerzálnosti mohou být vstupním zesilovačům předřazeny převodníky pro jiné (např. pasivní) elektrické veličiny.Někdy je takový záznamník řešen jako doplněk k personálnímu počítači. Ten zabezpečuje jeho ovládání, vyhodnocování naměřených dat, někdy mu poskytuje i paměťový prostor.
b)Číslicové osciloskopy: Vstupní analogový signál je upraven ve vstupním děliči a zesílen podobně, jako u analogového osciloskopu. Následuje převod do číslicové podoby, nejčastěji osmibitovým paralelním převodníkem (flash.). Takto získaná
data se mohou předzpracovat v bloku preprocessing a ukládají se do číslicové paměti. Rychlost vzorkování i ukládání je řízena generátorem vzorkovacích impulsů, adresa paměti je vytvářena v generátoru adres zápisu vzorků. Obsah vhodné části paměti je graficky zobrazován, před tím ale mohou být data zpracována blokem postprocessing. Poloha zobrazovaného bodu v ose X je dána adresou, v ose Y hodnotou v paměti. Vlastní osciloskop dovoluje, na rozdíl od analogového řešení,
zobrazení signálu i před vznikem synchronizační podmínky. To je umožněno tím, že budeme do paměti zapisovat vzorky cyklicky a trvale, bez ohledu na synchronizaci.V okamžiku výskytu synchronizační podmínky se zapamatuje adresu, kam je právě zapisováno a navzorkuje ještě dalších n vzorků. Pokud je kapacita paměti N, máme v případě n = 0 možnost sledovat děje, které probíhaly před vznikem synchronizace, pokud je n = N, sledujeme děje až po vzniku synchronizace.
Pokud je n = k × N, kde k je, lze pomocí konstanty k volit mezi těmito dvěma případy (často spojitě, někdy jen v krocích např. 0,1, 0,5, 0,9). Zároveň se modifikuje adresování generátorem čtecích impulsů, aby zobrazení nejstarších vzorků bylo v levé části zobrazení a nejnovějších v pravé.Velikost paměti vzorků má vliv na použitý vzorkovací kmitočet. Např. má-li zobrazení a = 10 dílků na vodorovné ose, používáme-li časovou základnu t = 1 ms/dílek a kapacita
paměti N = 2000 vzorků, musíme použít vzorkovací kmitočet Fvz = N/(t × a)=200 kHz. Je zřejmé, že použití paměti s vět.í kapacitou ( např. 16 Mvzorků) vede na vyšší vzorkovací kmitočet, což dovolí bez problémů použít různých typů zvětšení.
Přístroje na měření kmitočtu: a)Měření kmitočtu pomocí selektivních obvodů:Vstupní napětí o měřené frekvenci fx je po případném zesílení (nezakresleno) přivedeno na selektivní obvod.Výstup z tohoto obvodu přichází na střídavý analogový indikátor, což je střídavý voltmetr s potřebnou citlivostí, avšak
necejchovaný.Citlivost indikátoru lze i měnit.Nevýhodou je, že obvod je vyvážen jen pro jediný kmitočet a tedy signály, obsahující vyšší harmonické, znemožňují přesné vyvážení. Tyto obvody se používají jen zřídka.
b)Měření kmitočtu porovnávacími metodami: Tyto metody pro svou činnost vyžadují, aby byl k dispozici zdroj signálu harmonického
tvaru o známém a stavitelném kmitočtu fn . Porovnávají pak měřený signál o kmitočtu fx s fn .Porovnání se děje buď směšováním obou signálů (záznějová metoda) nebo pomocí osciloskopu. Přesnost metody je značná, daná prakticky přesností kmitočtu fn . Je použitelná od nízkých kmitočtů do nejvyšších. Záznějová metoda byla použita v záznějových měřičích kmitočtu. I když se jednalo o analogové přístroje, bylo s nimi dosahováno značné přesnosti a citlivosti (přesnost řádově 10-4). Dnes se již tato metoda používá vyjímečně.
c)Osciloskopické metody provádí porovnání pomocí osciloskopu. K porovnání můžeme využít dvoukanálový osciloskop, při čem na jeden vstup Y1 připojíme měřený signál (fx), na druhý Y2 signál o známém kmitočtu fn . Synchronizaci volíme z kanálu Y1. Kmitočet fn měníme, až délky period obou signálů jsou stejné. Nestačí pouhé zastavení obrazu z Y2, protože to pouze signalizuje, že frekvence obou signálů jsou v poměru celých čísel. Hodnotu kmitočtu odečteme na generátoru fn . Lze takto měřit i neharmonické signály, dokonce i generátor fn nemusí být harmonický.Pokud jsou obě napětí, jejich. kmitočty porovnáváme harmonická nebo se od harmonických liší jen málo, lze použít Lissajousovy metody-Změnou kmitočtu fn nastavíme stojící Lissajousův obrazec, jeho. Tvar závisí na poměru kmitočtů a jejich fázi. Poměr kmitočtů stanovíme tak, že přes obrazec vedeme myšlenou vodorovnou a svislou přímku, která neprochází vlastními průsečíky obrazce. fx/fn=nh/nv
Přístroje na měření fázového rozdílu: Dvě harmonická napětí nebo proudy téhož kmitočtu i amplitudy se mohou v daném okamžiku lišit - mohou být totiž. v různé fázi, tj. existuje mezi nimi nenulový fázový rozdíl. Tento fázový rozdíl φ bývá předmětem měření. Příslušné měřicí přístroje nazýváme měřiče fázového rozdílu nebo měřiče fáze (fázoměry). Obě napětí lze popsat takto:u1=U1*sin(t a u2=U2*sin((t+() Fázový posuv, vyjádřený ve °, je možno zjistit měřením časového posunu Tφ a periody T (čítačem, osciloskopem). Pak lze fázový posuv vyjádřit takto:φ=Tφ/T*360 [(]
Měření fázového rozdílu měřením napětí: Pokud měřená napětí jsou harmonická a mají jednu svorku společnou, můžeme změřit jejich velikost U1, U2 a jejich rozdíl U3 . Pak zjistíme fázový rozdíl na základě kosinové věty jako
φ=arccos[(U12+ U22 -U32)/2U1U2] , pokud je U1=U2 platí: φ=2*arcsin(U3/2U1)
Osciloskopické metody měření fázového rozdílu: Lissajousova metoda má výhodu v jednoduché realizaci, hodí se však jen pro harmonické signály. Pokud se nepoužije pomocné modulační napětí, není jednoznačná. V oblasti fázových posuvů kolem 0° a 180° je poměrně přesná (±1°), v oblasti 90° a 270° přesnost klesá.
fázový rozdíl vypočteme ze vztahu: φ=arcsin(Xa/X)=arsin(Yb/Y) , kde X je maximální výchylka v horizontálním směru, Y je maximální výchylka ve