ЖУРНАЛ «СТА» 1/2016

пользовать более низкое разрешение прибора и меньший диапазон шкалы, предназначенной для измерения не- больших напряжений. Однако в реаль- ности во многих случаях в сигнале при- сутствуют компоненты как малых, так и больших величин. Таким образом, для измерения больших и малых состав- ляющих напряжения требуется инстру- мент с высоким разрешением, имею- щий большой динамический диапазон и способность одновременного измере- ния малых и больших сигналов. Рассмотрим, как будет выглядеть сиг- нал после его обработки дигитайзерами с различным разрешением. На рис. 5 сравниваются идеальные, с точки зрения отсутствия помех, зату- хающие синусоидальные волны ампли- тудой ± 200 мВ, полученные от 12-,14- и 16-битовых дигитайзеров. Выбранный сегмент находится близ- ко к заключительной фазе сигнала и имеет малую амплитуду. 14- и 16-раз- рядные дигитайзеры имеют достаточное разрешение для точного отображения сигнала, а 12-разрядному дигитайзеру с разрешением 100 мкВ (с полной шкалой ±200 мВ) уже не удаётся распознать уровни менее 100 мкВ. С уменьшением амплитуды сигнала при любом разреше- нии будут увеличиваться и ошибки чте- ния. Имейте в виду, что это идеальный случай, позже мы рассмотрим факторы, ограничивающие точность и надёж- ность измерений в реальных условиях. Разрешение и частота дискретизации Как упоминалось ранее, требуется компромисс между разрешением и мак- симальной частотой дискретизации, а следовательно, и пропускной способ- ностью. Более высокое разрешение вле- чёт за собой снижение максимальной частоты дискретизации. Это ещё раз ил- люстрирует рис. 3, где максимальная ча- стота дискретизации нескольких конку- рирующих моделей модульных дигитай- зеров изображена как функция разре- шения в битах. В 14- и 16-разрядных мо- делях Spectrum серии M4i эффективная частота дискретизации выше, чем у остальных. Ограничения максимального разрешения В системах на основе дигитайзеров существует несколько источников оши- бок. В простейшем случае типы этих ис- точников можно подразделить на шумы и искажения. Искажения являются ошибками в по- лученном сигнале, напрямую связан- ными с измеряемым сигналом. Иска- жения не случайны и зависят от вход- ного сигнала. Наиболее распространён- ной формой являются гармонические искажения. В их случае искажения по- являются как составляющие, кратные входной частоте. Типичными источни- ками гармонического искажения яв- ляются нелинейность передаточной функции системы дигитайзера, вклю- чая насыщение, обрезку, ограничение нарастания скорости и другое. Конфи- гурации дигитайзеров с несколькими АЦП для достижения более высокой частоты дискретизации вносят значи- тельные искажения на частоте выборки из-за рассогласования коэффициентов усиления и смещений АЦП. Это назы- вается чередующимися искажениями. Шумы. В отличие от искажения шум – это помеха, не связанная с вход- ным сигналом. Шум может быть опре- делён как любая часть ошибки сигнала, которая не является функцией входной частоты. Шум обычно делят на катего- рии в зависимости от характера его рас- пределения (то есть формы гистограм- мы ошибки) или формы шумового спектра. ОБ ЗОР / АППА РАТ НЫЕ С Р Е ДС Т В А 31 СТА 1/2016 www.cta.ru • Настраиваемые домены защиты памяти • «Жесткое» реальное время: переключение контекста/ реакция на прерывание – единицы микросекунд • Поддержка POSIX API • Ресурсоемкость: ОЗУ/ПЗУ – сотни килобайт • Поддержка многопроцессорности (SMP/AMP) и многоядерных процессоров • Расширенная поддержка сетей TCP/IP (IPv4, IPv6) • Функции управления энергопотреблением • Мощный графический пакет Tilcon Graphics Suite • Мощная интегрированная среда разработки на базе Eclipse • Поддерживаемые процессоры: х86, ARM, MIPS, PowerPC, ColdFire • Сертификация МЭК 15408 («Общие критерии») EAL 4/4+/6+, DO-178B уровень A, МЭК 61508 SIL 3, CENELEC EN 50128 и FDA 510(k) • Открытый исходный текст, возможность построения ОС из исходных текстов Реклама Особенности и преимущества VxWorks: ОФИЦИАЛЬНЫЙ ДИСТРИБЬЮТОР ПРОДУКЦИИ WIND RIVER VxWorks: 20 лет в космосе — полет нормальный! Москва Тел.: (495) 234-0636 • Факс: (495) 234-0640 • info@prosoft.ru • www.prosoft.ru C.-Петербург Тел.: (812) 448-0444 • Факс: (812) 448-0339 • info@spb.prosoft.ru • www.prosoft.ru