16.-Digitalizace-a-číslicové-zpracování-signálu

Blokové schéma přístroje využívající číslicového zpracování

VUS - blok vstupní úpravy signálu
AAF - antialiasingový filtr
VZ - vzorkovač
A/D - analogově číslicový převodník
BČZ - blok číslicového zpracování
BŘ - blok řízení
Z - zobrazovač

Blok vstupní úpravy signálu převádí měřenou veličinu na napětí, případně mění úroveň signálu
zesilovačem nebo děličem. Antialiasingový filtr je tvořen dolní propustí propouštějící pouze složky
signálu s kmitočtem nižším než polovina vzorkovacího kmitočtu (více v kapitole vzorkování signálu).
Upravený signál je vzorkován ve vzorkovači, kvantován a kódován v analogově číslicovém převodníku
a pak zpracován v bloku číslicového zpracování (například výpočet skutečné efektivní hodnoty
napětí). Číselný výsledek je pak zobrazen.

Číslicové zpracování signálu
Kdy analogovou veličinu převádíme na číslicovou již na začátku řetězce signálové cesty a další
zpracování signálu je prováděno číslicově.
Výhody tohoto řešení:
- realizace většiny operací je při využití číslicových obvodů jednodušší a levnější než při využití
analogových signálů a obvodů;
- u číslicových obvodů se neuplatní rozptyl parametrů součástek, odpadá tedy jejich nastavování
- neuplatní se závislost parametrů na teplotě a jejich stárnutí, obvody jsou proto tepelně a časově
stálé;
- pro realizaci lze využít digitální signálové procesory, které umožní i značnou změnu parametrů
zpracování signálu změnou programu bez zásahu do obvodového řešení

Číslicové měřící přístroje
Multimetry
Které běžně měří stejnosměrné i střídavé proudy a napětí, odpory, někdy též kapacity, indukčnosti,
kmitočet, teplo-ty a další.
Blokové schéma:

3. Digitalizace a číslicové zpracování signálu
4. října 2015

16:23

Příprava - stránka 1

Blokové schéma:

U/U - blok změny rozsahu
I/U - blok změny rozsahu a převodu proudu na napětí
R/U - blok změny rozsahu a převodu odporu na napětí
MP1 - mechanický přepínač volby měření napětí, proudu nebo odporu
Zes - zesilovač s nastavitelným zesílením
MP2 - mechanický přepínač volby měření stejnosměrného nebo střídavého napětí a proudu
P - převodník střídavého napětí na stejnosměrné napětí
A/D - analogově číslicový převodník
Z - zobrazovač
BŘ - blok řízení

Multimetr vychází ze stejnosměrného voltmetru doplněného o obvody pro změnu rozsahu (a
dosažení vhodné vstupní impedance) a pro převod proudu a odporu na napětí. Zesilovač zajistí
zvýšení citlivosti přístroje, měření střídavých napětí a proudů umožní převodník st/ss napětí.

Kvalitnější přístroje mají odlišné blokové schéma, jsou vybaveny mikroprocesorovým systémem a
pamětí, což umožní využívat další funkce přístroje.
Například:
- testování bezporuchového stavu po zapnutí přístroje
- řízení měřicího procesu (například automatické přepínání rozsahů nebo zajištění spolu-práce s
jinými přístroji při spojení do měřicího systému)
- provedená digitalizace vstupního signálu umožní určení jeho charakteristických hodnot a analýzu
signálu v časové oblasti (například střední a efektivní hodnota, frekvence)
- výpočet charakteristických hodnot z výsledků opakovaných měření (například maximální nebo
minimální hodnota, střední hodnota, standardní odchylka)