ЖУРНАЛ «СТА» №2/2016

6 СТА 2/2016 ОБЗОР /АППАРАТНЫЕ СРЕДСТВА www.cta.ru Д ИГИТАЙЗЕР : ПРАВИЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВХОДНОГО ИНТЕРФЕЙСА ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ Модульные дигитайзеры и аналогич- ные измерительные приборы, такие как показанная на рис. 12 модель серииM4i от компании Spectrum Instrumentation, должны уметь обрабатывать широкий спектр характеристик аналогового сиг- нала при фиксированном входном диа- пазоне внутреннего аналого-цифрово- го преобразователя (АЦП). Входные каскады дигитайзера должны минимизировать влияние на исследуе- мое устройство и при этом обеспечить надлежащее сопряжение с ним. Кроме того, для уменьшения воздействия ши- рокополосного шума может потребо- ваться фильтрация входного сигнала. Все эти функции организуются соответ- ствующими схемотехническими реше- ниями, которые реализованы в цепях между входом дигитайзера и внутренним АЦП. Пользователи дигитайзера долж- ны понимать определённые ограниче- ния и компромиссы, на которые прихо- дится идти для эффективного использо- вания данных инструментов. Блок-схема выбранного для примера модульного дигитайзера серии Spectrum M4i.44xx представлена на рис. 13. Каж- дый входной канал имеет свой собст- венный тракт (выделен зелёным цве- том), настраиваемый независимо от остальных. Более подробно на рисунке представлена структура одного канала, остальные реализованы аналогично. Входные цепи обеспечивают необходи- мое согласование с источником сигна- ла, выбор входного диапазона и фильт- рацию, с некоторым ограничением по- лосы пропускания. Функции входного интерфейса дигитайзера Для достижения максимальной уни- версальности применения модульного дигитайзера необходимо, чтобы в его входных интерфейсных цепях были реализованы следующие функциональ- ные возможности: 1. Выбор входной нагрузки для согласо- вания комплексных сопротивлений (импедансов) и минимизации влия- ния на источники сигнала с высоким входным сопротивлением. 2. Выбор режимов согласования для сиг- налов переменного (AC) или посто- янного (DC) тока. 3. Фильтрация сигнала для минимизации шума и уменьшения влияния гармони- ческих составляющих при их наличии. 4. Множество входных диапазонов, даю- щих возможность измерения входных сигналов в широком спектре амплитуд с одновременной минимизацией шу- ма и искажений. Тем самым обеспечи- вается целостность обрабатываемого сигнала. 5. Внутренняя калибровка для повыше- ния точности преобразования. Согласование сопротивления входной цепи Входное сопротивление измеритель- ного прибора должно быть согласовано с выходным сопротивлением источни- ка сигнала. Это значительно уменьша- ет возможные потери сигнала вслед- ствие отражений. Типовое значение входного сопро- тивления для большинства измерителей Современные дигитайзеры. Справочное пособие Часть 2 Оливер Ровини, Артур Пини, Грег Тэйт Мы продолжаем публикацию справочного пособия по модульным дигитайзерам компании Spectrum. Перед вами его вторая часть, в которой рассмотрены режимы работы дигитайзера, характеристики и особенности построения внешних интерфейсов, а также приведены рекомендации по применению дигитайзера для захвата и обработки различных источников сигналов. Рис. 12. Высокоскоростной дигитайзер Spectrum M4i.44xx, 2- и 4-канальные версии с разрешением 14 или 16 бит