Sisteme de achizitii si generare de date - convertoare analog – numerice, conditionarea semnalelor numerice

Sisteme de achizitii si generare de date

Convertoare analog – numerice

Semnalele analogice sunt usor de exprimat analitic si de masurat, dar sunt sensibile la erorile cailor de transmitere a semnalului si a echipamentelor de prelucrare, ceea ce micsoreaza precizia procesarii semnalului analogic.

Semnalele numerice sunt foarte mult utilizate in echipamentele moderne de procesare a semnalului, intrucat sunt mai putin sensibile la erorile pe care le prezinta caile de transmitere sau echipamentele de procesare.

Prin semnal discret se intelege un semnal care are valori nenule la momente discrete de timp, fiind egale cu zero in afara acestor momente.

Fig. 3.41

Fig. 3.42

numerice, proportionale cu valorile semnalului analogic, la momentele de timp considerate. Operatia prin care se realizeaza aceasta corespondenta se numeste cuantizarea semnalului si se realizeaza prin alegerea unui numar de niveluri de cuantizare a amplitudinii esantioanelor, in functie de baza sistemului numeric de reprezentare: zecimal 10^k, binar 2^k etc.

Operatia de cuantizare determina o serie de erori datorita aproximarii esantioanelor cu un numar intreg de niveluri de cuantizare. Marirea numarului de niveluri de cuantizare determina o micsorare a erorilor si o crestere a volumului de date care trebuie prelucrate, deci a tipului necesar pentru prelucrarea datelor.

Principalele operatii care se fac la conversia semnalului analogic in semnal numeric sunt:

esantionarea;

cuantificarea;

restituirea.

Esantionarea consta in reprezentarea unui semnal analogic continuu x(t) printr-un ansamblu de valori discrete x(nT), in care n este un numar intreg, iar T este perioada de esantionare.

Conditia principala pe care trebuie sa o asigure procedeul de esantionare este sa nu piarda si sa nu denatureze informatiile cuprinse in forma analogica a semnalului. Aceasta conditie este asigurata daca este respectata teorema esantionarii si sunt respectate conditiile referitoare la alegerea numarului de esantioane statistic independente. Conform teoremei esantionarii, numita si teorema Shannon, pentru un semnal cu o banda de frecventa limitata (0,f_max.), frecventa de esantionare trebuie sa fie mai mare sau cel putin egala cu dublul frecventei f_max., adica:

f_e=2 f_max.    cu

Daca se respecta aceasta conditie, atunci semnalul discretizat este complet determinat si poate fi reconstituit ca functie continua de timp, pornind de la esantioane. Rezulta ca frecventa maxima a semnalului care poate fi analizat, numita si frecventa lui Nyquist, este . Alegerea incorecta a frecventei de esantionare duce la aparitia „erorii de suprapunere”, fenomen cunoscut sub numele de „aliasing” si care consta intr-o insumare a amplitudinii sau a valorilor medii patratice ale componentelor spectrale, care au frecventa mai mare decat f_N, cu cele ale componentelor cuprinse in intervalul (0,f_N).

Cuantificarea consta in inlocuirea unei valori x reale, oarecare, cu o valoare x_q care apartine unei multimi de valori reale care se supun unei anumite legi.

Astfel, esantioanele temporale x_e(kT_e), care reprezinta valorile amplitudinii functiei x(t), la momentele kT_e, sunt cuantificate pentru a da esantioanele x_i,q(kT_e).

Restituirea semnalului are ca scop refacerea semnalului analogic, plecand de la valorile discrete cunoscute, in momentele kT_e. Pentru refacerea semnalelor este necesar sa se efectueze interpolarea intre doua momente de discretizare.

In prealabil trebuie realizata operatia de transformare a numerelor binare, care reprezinta amplitudinea semnalului la un moment dat, intr-o valoare continua in amplitudine, functie realizata de convertorul numeric-analogic.

In cazul unei interpolari liniare simple si a unei erori limitate la 1% din frecventa de esantionare f_e, aceasta trebuie sa fie mai mare de doua ori decat frecventa f_max a semnalului de restituit.

Transformarea semnalelor analogice furnizate de traductorii de semnal, in semnale numerice, se realizeaza prin intermediul operatiilor de esantionare si cuantizare, operatii cunoscute sub denumirea de operatii de digitizare.

Din procesul de digitizare se pierd o serie de informatii continute in semnalul analogic si de aceea procesul nu este reversibil.

Daca aceste pierderi sunt in limite acceptabile, atunci se poate realiza procesarea semnalului numeric prin metode numerice de prelucrare a semnalelor, dupa care, se poate transforma din nou intr-un semnal analogic prin operatii de netezire (interpolare, filtrare etc.). Echipamentele care efectueaza operatiile de digitizare si de netezire se numesc convertoare.

In fig. 3.43  este data o schema simplificata de conversie analog-numerica, care cuprinde cele doua procese de baza: esantionarea si cuantizarea.

Semnalul de intrare analogic este comparat cu un semnal periodic, avand forma dintelui de ferastrau, si amplitudinea mai mare decat cea mai mare valoare a tensiunii semnalului de intrare (fig. 3.44).

Fig. 3.43

Fig. 3.44

Conditionarea semnalelor numerice

Operatia de conditionare a semnalelor numerice este necesara pentru a aduce semnalele produse de traductoare la o forma acceptabila, in vederea prelucrarii digitale ulterioare. 

In general, circuitele de conditionare a semnalelor realizeaza operatiile de amplificare, atenuare, sumare, integrare si in special filtrarea semnalelor digitale, care este necesara pentru eliminarea fenomenului de aliasing.

Amplificarea sau atenuarea semnalelor generate de traductoare este necesara pentru aducerea acestora la o valoare optima, necesara sistemului de achizitii, in scopul cresterii rezolutiei procesarii si a imbunatatirii raportului semnal/zgomot.

In fig. 3.45 este data schema bloc a unui sistem digital pentru achizitia datelor.

Modulul de conditionare a semnalelor trebuie sa aiba o sensibilitate ridicata, zgomot redus, sa fie robust si sa nu afecteze rata de achizitie si precizia de prelucrare a datelor.

Fig. 3.45

Conditionarea semnalelor numerice poate fi realizata:

• la nivelul placii de achizitie a datelor, cu circuite de conditionare dispuse direct in modulul de achizitie, ceea ce ofera o simplitate constructiva si un pret de cost redus. Aceasta conditionare directa are dezavantajul ca datele achizitionate nu sunt separate in mod corespunzator de sistem si pot fi afectate de zgomotul propriu al sistemului de calcul, obtinandu-se un raport semnal/zgomot mare;
• prin utilizarea unui modul de conditionare a semnalelor numerice amplasat in exteriorul sistemului de calcul, care trebuie sa aiba inclus si un convertor analog-numeric, transmiterea datelor la sistemul de calcul facandu-se prin interfetele standardizate. In acest caz modulul poate avea mai multe canale de intrare, care pot fi configurate in mod corespunzator, daca este dotat cu circuite specializate si o logica de control complexa;
• prin transformarea analog-numerica si procesarea locala a semnalelor generate de traductoare, cu ajutorul unor module de calcul, care trebuie sa aiba functii de achizitie, conditionare si procesare a datelor. La sistemul de calcul central sunt transmise numai rezultatele procesarilor locale.

Scheme generale

REFERAT: Ce sa faceti inainte de inundatie? REFERAT: Executarea si receptionarea ancorajelor metalice tip inel-con si dorn

Utilizarea tehnicii de calcul la achizitia si procesarea semnalelor implica utilizarea unor sisteme de achizitii si generare de date, care se compun, in general, din urmatoarele module functionale (fig. 4.1).

a)            Modul de achizitie de date analogice, dotat cu convertor analog-numeric, care preia semnalele analogice de la traductoarele de semnal si le converteste in semnale digitale;

b)           Modul de generare de date analogice, dotat cu convertor numeric-analog, care ofera la iesire semnale analogice, necesare pentru realizarea de comenzi, actionari sau control cu semnale analogice;

c)            Modul de intrari/iesiri numerice, care este utilizat la cuplarea sistemului de achizitii si generare de date cu echipamente numerice

Fig. 4.1

Legaturile de tip numeric ale calculatorului, cu alte sisteme numerice sunt standardizate si pot fi :

legatura serie;

legatura paralela;

legatura USB.

a)      Modulul de achizitie de date, care realizeaza conditionarea semnalului, poate fi caracterizat prin:

numarul de canale analogice de intrare;

rata de esantionare;

rata de transfer;

rezolutia conversiei etc.

Cel mai simplu modul de achizitie de date are o singura intrare analogica diferentiala, un convertor analog-numeric si o interfata minimala de cuplare la magistrala de date a calculatorului. Blocul de conditionare realizeaza o serie de functii programabile de amplificare, atenuare, filtrare etc., (fig. 4.2).

In cazul modulului multicanal de achizitii de date, cu multiplexare numerica, a carui schema este data in figura 4.3, sunt cuplate mai multe module monocanal, la un multiplexor numeric, care asigura functionarea independenta sau simultana a canalelor de achizitie, cu posibilitatea transmiterii la distanta a datelor achizitionate si convertite.

Fig. 4.2

Fig. 4.3

Modulul multicanal poate fi realizat cu multiplexoare analogice si esantionare simultana (fig. 4.4), sau secventiala.

Esantionarea simultana asigura o viteza medie de conversie a datelor si necesita un singur convertor suficient de rapid precum si utilizarea unor memorii tampon pentru memorarea esantioanelor, care sunt utilizate ulterior in programul de procesare, sau sunt trimise direct in RAM (Random Access Memory), aplicatie cunoscuta in literatura sub denumirea de DMA (Direct Memory Access).

Esantionarea secventiala poate fi utilizata atunci cand nu intereseaza corelatia in timp a semnalelor de la intrarile analogice si se efectueaza prin realizarea simultana a conversiei esantionului de pe un canal, cu pregatirea urmatorului canal pentru achizitii.

Fig. 4.4

Modulele de achizitii multicanal sunt realizate in mod obisnuit cu 6 sau 8 canale pe 12 biti, sunt programabile prin software si mai rar prin hardware, sunt interfatabile direct cu microprocesoarele si au o frecventa de conversie de 10kHz.

b) Modulele de generare a datelor analogice trebuie sa genereze o serie de semnale electrice analogice care sa poata fi utilizate in sistemele de control, comanda sau executie si pot fi realizate constructiv cu distribuire numerica sau analogica.

La modulele de generare cu distribuire numerica (fig. 4.5) se utilizeaza cate un convertor numeric-analogic CNA pentru fiecare canal de iesire si o logica numerica care asigura distribuirea esantioanelor in registrele BA_i.

Schimbarea simultana a datelor, pentru toate canalele, poate fi realizata cu blocurile suplimentare BB_i, prevazute pentru fiecare canal. Netezirea semnalelor analogice se realizeaza cu filtrele de iesire F_i, care pot fi fixe, atunci cand rata de generare nu este constanta.

Fig. 4.5

Modulele de generare a datelor, cu distributie analogica (fig. 4.5) au incluse circuite de esantionare si memorare, pentru mentinerea valorii de iesire pana cand este inscris un nou esantion. Baleierea iesirilor trebuie sa se faca suficient de repede, pentru a permite reimprospatarea memoriilor analogice.

Placi de achizitii de date

Caracteristicile de baza ale unei placi de achizitii de date sunt:

rezolutia;

viteza sau rata de esantionare;

caracteristicile intrarilor pentru achizitii de date;

caracteristicile iesirilor.

Rezolutia placii de achizitii este data de convertorul analog-numeric, care defineste cea mai mica modificare masurabila a semnalului de intrare si se exprima prin numarul de biti a ratei de conversie.

De exemplu, un convertor pe 12 biti poate genera cuvinte care contin 12 simboluri (litere). Rezolutia poate fi exprimata in procente, determinate prin divizarea lui 1 la numarul posibil de combinatii si ne da marimea modificarii semnalului de intrare, care poate fi detectata de convertor.

Pentru un convertor pe 12 biti exista 2¹² = 4096 combinatii posibile.

In acest caz rezolutia este 1/4096 = 0,024%, fiind o caracteristica foarte importanta pentru obtinerea unor esantioane de o calitate corespunzatoare aplicatiei respective.

Viteza de achizitie, numita si rata de esantionare, se exprima in Hz si trebuie sa fie egala cu cel putin dublul frecventei maxime a semnalului achizitionat.

Practic, rata de esantionare se ia egala cu (2,5 ÷ 3)f_max.

Viteza de achizitie de date este afectata de operatia de multiplexare, care permite prelucrarea semnalelor de pe mai multe canale cu un singur convertor analog-numeric. In acest caz, rata de esantionare, pe fiecare canal, este invers proportiona cu numarul de canale.

Numarul de canale, de intrare analogica, poate fi specificat (pentru placile care dispun de ambele tipuri) atat pentru configuratia uni-polara cat si pentru cea diferentiala. Intrarile analogice, in configuratie uni-polara se refera la tensiuni electrice (de pe canale diferite) masurate in raport cu un potential de referinta comun, aflat pe legatura la masa a placii de achizitie de date.

Acest tip de intrari analogice este utilizat de obicei pentru semnale cu amplitudini relativ mari (peste 1 V), in situatia in care firele de legatura dintre sursa de semnal si placa de achizitie de date au lungimi mai mici de 5 m.

In celelalte situatii se utilizeaza configuratia diferentiala, in care fiecare tensiune electrica, ce corespunde unui canal de intrare analogica, este masurata in raport cu un potential de referinta propriu.

In configuratie diferentiala are loc reducerea erorilor datorate influentelor perturbatiilor electromagnetice, din mediul exterior, asupra firelor de legatura.

Intervalul de masurare este determinat de valoarea minima si maxima a tensiunii electrice, pe care convertorul analog–digital o poate cuantifica.

Majoritatea placilor de achizitie de date au la dispozitie mai multe intervale de masurare, unul dintre acestea putand fi selectat la un moment dat.

Rezolutia unei placi de achizitii de date reprezinta numarul de biti utilizati de convertorul analog–digital al acesteia, pentru reprezentarea valorii masurate a semnalului analogic.

Daca se noteaza valoarea rezolutiei cu n, convertorul analog–digital va putea reprezenta numere intregi cuprinse intre 0 si 2^n-1, fapt ce este echivalent cu aproximarea infinitatii de valori din intervalul de masurare printr-o multime discreta de 2ⁿ valori. Intervalul de masurare este astfel partitionat in 2ⁿ subintervale.

Toate valorile semnalului masurat, aflate intr-un acelasi subinterval, vor putea fi reprezentate doar printr-un singur numar, deci vor fi toate aproximate la o aceeasi valoare comuna. Cu cat rezolutia este mai mare, cu atat creste numarul de subintervale in care este partitionat intervalul de masurare, deci creste precizia de reprezentare (masurare) a semnalului real.

In figura 4.6 este reprezentat un semnal sinusoidal, impreuna cu reprezentarea acestuia, oferita de catre un convertor analog–digital cu rezolutia de 3 biti, care imparte intervalul de masurare in 2³ = 8 subintervale.

Fig. 4.6

Este evidenta precizia scazuta a masurarii, echivalenta unei pierderi de informatie. Utilizarea, de exemplu, a unui convertor cu rezolutia de 16 biti ar conduce la o reprezentare mult mai fidela a semnalului original, intervalul de masurare fiind partitionat in acest caz in 2¹⁶ = 65536 subintervale.

Posibilitatea de selectare a intervalului de masurare al unei placi de achizitii de date permite alegerea unor limite ale acestuia cat mai apropiate de valorile extreme ale semnalului masurat, astfel incat rezolutia disponibila a convertorului analog–digital sa conduca la o precizie cat mai buna a masurarii.

Valoarea preciziei de masurare, echivalenta cu variatia minima detectabila a semnalului masurat, este denumita si latime de cod si corespunde variatiei bitului cel mai putin semnificativ (LSB), din numarul binar generat de catre convertorul analog – digital, in urma masurarii.

Precizia de masurare a unei placi de achizitii de date, calculata in functie de parametrii constructivi descrisi anterior, nu este intotdeauna respectata, atunci cand masurarea se efectueaza cu valori mari ale ratei de esantionare.

Exista situatii in care placi cu rezolutia de 16 biti reusesc, la rate de esantionare de 100 kS/s, sa redea semnalul masurat cu o precizie corespunzatoare unei masurari cu rezolutia de doar 12 biti.

Caracterizarea completa a performantelor unei placi de achizitii de date, aflate intr-un regim de lucru solicitant, nu poate fi efectuata fara luarea in considerare a unor parametri auxiliari ca: neliniaritatea convertorului analog–digital, precizia relativa, timpul de stabilizare si zgomotul.

Intr-un caz ideal, valoarea numerica generata de catre convertorul analog– digital variaza liniar cu valoarea tensiunii electrice aplicate la intrarea acestuia.

Deviatia de la o astfel de dependenta poarta numele de neliniaritate.

Parametrul care cuantifica neliniaritatea unui convertor analog–digital este notat DNL si reprezinta diferenta dintre valoarea latimii de cod si valoarea corespunzatoare variatiei bitului cel mai putin semnificativ.

Parametrul DNL se exprima in raport cu aceasta a doua valoare (LSB), avand, in cazul unor placi de achizitie de date performante, valoarea de ±0,5 LSB.

Precizia relativa, exprimata in LSB, reprezinta valoarea maxima a deviatiei de la forma liniara a functiei de transfer a placii de achizitie de date.

La o variatie liniara a semnalului, pe tot intervalul de masurare, valorile numerice binare generate de catre convertorul analog–digital depind, aparent liniar, de tensiunea electrica masurata (fig. 4.7).

        

Fig. 4.7

Scaderea valorilor reale ale tensiunii masurate, din valorile numerice binare generate de catre convertor (operatie echivalenta cu o marire a imaginii), nu conduce insa la obtinerea unui segment de dreapta suprapus peste abscisa (situatie corespunzatoare identitatii celor doua seturi de valori), ci la un grafic reprezentand variatia abaterii valorii masurate in raport cu cea reala. Precizia relativa a placii de achizitii de date este egala cu valoarea maxima a acestei abateri.

Deoarece transformarea in volti a valorilor binare se efectueaza prin inmultirea acestora cu o constanta, erorile datorate deviatiei de la forma liniara a functiei de transfer se pastreaza.

La majoritatea tipurilor de placi de achizitii de date, semnalul de masurat parcurge initial circuitele unui multiplexor, apoi este amplificat, inainte de a fi introdus la intrarea in convertorul analog–digital.

Constructia circuitului de amplificare face ca acesta sa necesite un anumit interval de timp, numit timp de stabilizare, pentru a efectua amplificarea semnalului ce a fost aplicat la intrarea sa.

Daca valoarea timpului de stabilizare este mai mare decat intervalul de timp dintre doua conversii efectuate de convertorul analog–digital, acesta din urma va prelua de la iesirea amplificatorului un semnal a carei amplificare nu a fost inca incheiata si va genera o valoare binara diferita de valoarea reala a semnalului masurat. Erorile generate de valoarea prea mare a timpului de stabilizare cresc odata cu micsorarea intervalului de masurare si cu cresterea ratei de esantionare.

Aceste erori, uneori insemnate, au loc in zona de circuite electrice analogice ale placii de achizitii de date, si de aceea nu pot fi detectate si deci nu determina generarea de catre placa a unui mesaj de eroare.

Riscul de preluare de catre convertor a unui semnal insuficient amplificat creste atunci cand multiplexorul baleiaza un numar mare de canale.

Tensiunea de la intrarea amplificatorului are in acest caz variatii accentuate (fig.4.8) la care amplificatorul se poate adapta cu dificultate.

Fig. 4.8

Pentru majoritatea solutiilor constructive de circuite amplificatoare utilizate in practica, in situatia in care intervalul de masurare este ales, de exemplu, la o sutime din intervalul maxim disponibil al placii de achizitii de date, o stabilizare a semnalului care sa asigure o precizie corespunzatoare unei rezolutii de 12 biti nu se poate efectua intr-un timp mai scurt de 2 µs.

Cum intervalul de 2µs, intre doua conversii, corespunde unei rate de esantionare de 500 kS/s si cum aceasta rata de esantionare este intalnita la multe placi de achizitie de date cu rezolutia de 12 biti, este evident ca aceste tipuri de placi nu vor putea respecta parametrii declarati de precizie, atunci cand lucreaza pe intervale de masurare relativ reduse.

Utilizarea in constructia unei placi de achizitii de date a unor amplificatoare si convertoare analog–digitale foarte performante nu satisface de la sine toate conditiile pentru asigurarea unei precizii ridicate.

Interiorul calculatorului, in care este montata placa de achizitie, fiind un mediu cu extrem de numeroase surse de perturbatii electromagnetice, transmiterea semnalelor in circuitele placii trebuie efectuata prin cai ecranate, care sa elimine influenta perturbatiilor externe.

In figura 4.9 se prezinta graficele obtinute in urma masurarii zgomotului in circuitele a doua placi de achizitiei de date, dotate cu acelasi tip de convertor analog– digital. Daca in cazul placii cu masuri adecvate de ecranare distributia zgomotului este gaussiana si restransa (fig. 4.9.a), conducand la erori de ±3 LSB, in cazul placii neecranate perturbatiile externe genereaza erori de ordinul ±20 LSB echivalente (pentru un interval de masurare de ±1 V), cu o tensiune de 620 µV (fig. 4.9.b).

              

a) b)

Fig. 4.9

In cazul utilizarii placii de achizitii de date pentru generarea de semnale de comanda sau actionare, (atat in mod uni-polar cat si in mod diferential), iesirile analogice ale acesteia au performante determinate in principal de intervalul de generare, timpul de stabilizare al convertorului digital–analog, rata maxima de generare si rezolutie.

Intervalul de generare contine valorile posibile ale tensiunii electrice de la iesirea convertorului digital–analog. Timpul de stabilizare si rata de generare determina impreuna viteza cu care convertorul digital–analog poate modifica valoarea tensiunii electrice generate.

Timpul de stabilizare specificat pentru un convertor analog–digital este de obicei determinat in situatia cea mai dezavantajoasa, in care modificarea tensiunii generate este egala in amplitudine cu intervalul de generare.

Este evident ca generarea unor semnale cu frecvente inalte, de genul semnalelor audio, poate fi efectuata doar de catre convertoare digital–analogice cu timpi de stabilizare redusi si rate mari de generare.

Avand o definitie similara celei din cazul intrarilor analogice, rezolutia convertoarelor digital–analogice determina finetea cu care semnalele de iesire pot fi generate.

O apreciere foarte precisa a performantelor cu care o placa de achizitii de date indeplineste functia de iesire analogica trebuie sa aiba in vedere, in special in cazul regimurilor de lucru solicitante, si aspectele legate de neliniaritatea convertorului digital–analog, parametru definit in mod similar ca in cazul intrarilor analogice.

Comunicatiile digitale ale unei placi de achizitii de date, servind controlului procesului monitorizat, sau comunicarii cu diverse echipamente periferice, au performante caracterizate in principal prin numarul de linii digitale disponibile, rata cu care datele pot fi receptionate sau emise prin intermediul liniilor respective, precum si capacitatea acestor linii de a transmite semnale de o anumita intensitate electrica.

Valorile necesare ale caracteristicilor enumerate anterior sunt determinate in primul rand de caracteristicile echipamentelor de proces, cu care placa de achizitii de date urmeaza sa comunice: numar de semnale digitale ce trebuiesc receptionate sau emise, timpul de raspuns al unui anumit echipament sau al unei marimi de proces, puterea electrica necesara pentru comanda sau actionarea unor echipamente.

In situatia in care placa de achizitii de date comunica prin intermediul liniilor digitale, cu un echipament periferic (inregistrator, procesor de date, imprimanta), este necesara posibilitatea de a grupa, din punct de vedere logic, mai multe linii digitale intr-un port de comunicatie.

Protocolul de comunicatie digitala poate, de asemenea, necesita derularea unor operatiuni de sincronizare intre emitator si receptor, in scopul reducerii riscului de transmitere eronata a informatiei.

In cazul generarii unor semnale digitale de comanda sau actionare, sunt rare situatiile in care componentele din proces (motoare, valve, relee etc.) accepta direct semnalele TTL ale placii de achizitii de date.

Majoritatea componentelor respective necesita prezenta intermediara a unor conditionoare de semnale digitale care sa realizeze amplificarile corespunzatoare ale valorilor tensiunii sau intensitatii electrice.

Circuitele de numarare si cronometrare, ale unei placi de achizitii de date, pot fi utilizate atat pentru sesizarea si numararea unor evenimente digitale (semnale sub forma de impulsuri, primite de la traductoare incrementale de deplasare) cat si pentru generarea unor astfel de evenimente (de exemplu, pentru actionarea motoarelor electrice pas cu pas).

Parametrii cei mai importanti pentru aprecierea performantelor acestor circuite sunt rezolutia si frecventa maxima. Avand, ca si in cazurile anterioare, semnificatia numarului de biti utilizati, rezolutia determina direct numarul maxim de evenimente pe care un astfel de circuit le poate numara.

Frecventa maxima a unui numarator determina atat gama de semnale pe care acesta le poate masura corect, cat si frecventa maxima a semnalelor pe care numaratorul respectiv le poate genera. Placile de achizitii de date, din categoriile cele mai evoluate, utilizeaza numaratoare cu rezolutii de 16 sau 24 de biti, lucrand la frecvente maxime de 20MHz.

Pe langa caile de comunicatie propriu-zise, prin intermediul carora primesc sau genereaza semnalele corespunzatoare, majoritatea numaratoarelor poseda cai suplimentare de intrare, prin intermediul carora poate fi comandata activarea sau dezactivarea functiei principale de numarare.

Circuitele de numarare performante dispun de facilitati de numarare crescatoare sau descrescatoare (in functie de o comanda primita pe o cale separata), de buffere de memorie pentru generarea trenurilor de impulsuri, precum si de posibilitatea modificarii instantanee a frecventei de lucru.

Sisteme de achizitii si generare de date

1.     Cum sunt transformate  semnalele anlogice in semnale digitale?

2.     Ce operatii se fac la  conversia semnalului analogic in semnal numeric?

3.     Ce urmaresc operatiile de conversie?

4.     Sa se enunte teorema esantionarii.

5.     Cum se realizeaza conversia analog-digitala?

6.     De ce se realizeaza conditionarea semnalului si in ce scop?

7.     Cum poate fi realizata conditionare semnalelor numerice?

8.     Schema modului de achizitii de date si caracteristicile acestuia.

9.     Sa se defineasca caracteristicile unei placi de achizitii de date.

10.  Sa se identifice caracteristicile de baza a  unei placi de achizitii de date instalata pe un calculator din laborator.