Определение интервала дискретизации

Очень важно правильно выбрать интервал дискретизации аналогового сигнала. С одной стороны интервал дискретизации должен быть достаточно коротким, чтобы дискретный сигнал с достаточной точностью описывал изменения аналогового сигнала, однако это приводит к тому, что компьютер выполняет неоправданно много вычислений, с другой стороны если интервал дискретизации слишком велик, то компьютер получит неверную картину исходного сигнала.

Пример: дискретизация синусоидального сигнала. Дискретизации подвергается аналоговый сигнал с частотой f. Первый случай, когда выборка дискретных сигналов осуществляется6 раз за период исходного сигнала. В этом случае гладкая кривая проводимая через эти точки близка к оригиналу и наблюдаемая частота восстановленного сигнала не отличается от исходной частоты. Второй случай соответствует случаю, когда исходный сигнал подвергается дискретизации 5 раз за 4 периода, соответствующая гладкая кривая, которая проходит через точки дискретизации имеет частоту f₀=f/4. Это ложная частота, которая называется псевдочастотой. Тогда наблюдаемая частота (псевдочастота) есть разность между частотой выборки и истинной частотой f₀=f_s – f. Частота восстановленного сигнала будет той же самой, что и исходная до тех пор пока частота выборки будет достаточно высока, т.е. f_s>2f. Граничная частота f_s называется частотой Найквита. Во избежании появления псевдочастот необходимо, чтобы частота выборки по крайней мере вдвое превышала самый высокочастотный компонент сигнала. В этом состоит суть теоремы дискретизации. Обычно аналоговый сигнал содержит высокочастотный шум, поэтому частота выборки определяется по самой высокочастотной составляющей исходного сигнала. Все частоты превышающие половину частоты Найквита должны быть удалены из сигнала до дискретизации. С этой целью используют аналоговые фильтры низких частот.

1 Информационно-измерительные системы (ИИС). Виды ИИС. Компоненты ИИС

Информационно-измерительная система – совокупность функционально объединенных измерительных, вычислительных и других вспомогательных технических средств, служащие для получения измерительной информации, ее преобразования и обработки в целях доставления потребителю в требуемом виде, либо для автоматического осуществления функций контроля, диагностики, идентификации и т.п.

Разновидностью ИИС являются измерительно-вычеслительные комплексы. Основным признаком принадлежности средств измерения к ИВК является наличие процессора или компьютера.

Основными частями комплекса является компьютер с периферийными устройствами, программное обеспечение, интерфейс, организующий взаимосвязь технических устройств с компьютером, формирователь испытательных сигналов, измерительные каналы, каждый из которых содержит АИП и АЦП. При обработке нескольких сигналов с помощью одного АЦП в состав измерительного канала включается коммутатор. АЦП преобразует измерительный сигнал в цифровой код и передает его через интерфейсы в компьютер. Управляющие сигналы компьютера поступают на вход ЦАП. Напряжение с ЦАП с помощью ПНИС преобразуется в управляющее воздействие, которое поступает на объект измерения.