Как происходит передача сигналов в сенсорных системах. Какие преобразования сигналов осуществляются при их передаче. Каковы основные механизмы обработки сенсорной информации в нервной системе. Как ограничивается избыточность сенсорных сигналов.
Ключевые аспекты передачи и преобразования сигналов в сенсорных системах
Процессы передачи и преобразования сигналов играют критически важную роль в работе сенсорных систем организма. Они обеспечивают поступление в высшие отделы мозга наиболее существенной информации о внешних стимулах в форме, удобной для быстрого и надежного анализа. Рассмотрим основные аспекты этих процессов.
Выделение существенной информации
Что считается существенной информацией для сенсорных систем? Ключевым фактором является степень новизны сигнала. Эволюционно сформировалось свойство в первую очередь передавать в мозг и обрабатывать информацию об изменениях в сенсорной среде, как временных, так и пространственных. Новые события при прочих равных условиях информационно важнее для организма, чем привычные стимулы.
Пространственные преобразования сигналов
Среди пространственных преобразований выделяют изменение представительства размера или соотношения разных частей сигнала. Как это происходит в различных сенсорных системах?
- В зрительной системе на уровне коры значительно расширено представительство центральной ямки сетчатки, отвечающей за детальное «поточечное» описание изображения. При этом сжимается проекция периферии поля зрения.
- В соматосенсорной коре преимущественно представлены наиболее важные для тонкого различения зоны — кожа пальцев рук и лица («сенсорный гомункулюс»).
- Различные зрительные зоны коры отличаются характером ретинотопии — представительства разных частей сетчатки. Есть зоны, представляющие только центр или только периферию сетчатки.
Временные преобразования сигналов
Для временных преобразований во всех сенсорных системах характерно сжатие или временная компрессия сигналов. Как это проявляется? Происходит переход от длительной (тонической) импульсации нейронов на нижних уровнях системы к коротким (фазическим) пачечным разрядам нейронов высоких уровней.
Механизмы ограничения избыточности сенсорной информации
Объем сенсорной информации, поступающей от рецепторов, огромен. Например, зрительная информация от фоторецепторов могла бы очень быстро перегрузить возможности мозга по ее обработке. Как сенсорные системы справляются с этой проблемой?
Подавление информации о несущественных сигналах
Избыточность первичных сенсорных сообщений ограничивается путем подавления информации о менее существенных сигналах. Что считается менее важным? То, что неизменно или медленно меняется во времени и пространстве.
Передача информации только об изменениях стимула
Как это работает на практике? Рассмотрим пример:
- На сетчатку глаза или на кожу длительно действует неизменный стимул большого размера.
- Сенсорная система пропускает в мозг сигналы только о начале и окончании раздражения.
- До коры доходят сообщения только от рецепторов, расположенных по контуру возбужденной области.
Таким образом, мозг получает информацию об изменениях стимула, а не о его постоянном воздействии.
Особенности обработки сигналов в различных сенсорных системах
Хотя общие принципы передачи и преобразования сигналов схожи для всех сенсорных систем, каждая из них имеет свои особенности. Рассмотрим некоторые из них.
Зрительная система
Какие преобразования сигналов характерны для зрительной системы?
- Расширенное представительство центральной ямки сетчатки в коре
- Различная ретинотопия в разных корковых зонах
- Выделение контуров и границ объектов
- Анализ движения стимулов в поле зрения
Слуховая система
Какие особенности обработки сигналов свойственны слуховой системе?
- Частотный анализ звуковых сигналов
- Определение направления на источник звука
- Выделение речевых сигналов из фонового шума
Соматосенсорная система
Как преобразуются тактильные и проприоцептивные сигналы?
- Расширенное представительство пальцев рук и лица в коре
- Анализ текстуры поверхностей
- Определение положения тела в пространстве
Роль процессов передачи и преобразования сигналов в восприятии
Как процессы передачи и преобразования сигналов влияют на восприятие окружающего мира? Эти процессы играют ключевую роль в формировании целостного образа реальности:
- Выделяют наиболее значимые аспекты сенсорных стимулов
- Подавляют избыточную и несущественную информацию
- Обеспечивают быструю реакцию на изменения в окружающей среде
- Формируют основу для интеграции информации от разных органов чувств
Нейронные механизмы передачи и преобразования сигналов
Какие нейронные механизмы лежат в основе процессов передачи и преобразования сенсорных сигналов? Рассмотрим основные из них:
Латеральное торможение
Что представляет собой механизм латерального торможения?
- Возбуждение нейрона подавляет активность соседних нейронов
- Усиливает контраст между сигналами от соседних участков рецепторного поля
- Способствует выделению границ объектов и мелких деталей
Нейронные детекторы признаков
Как работают нейронные детекторы признаков?
- Избирательно реагируют на определенные свойства стимулов (линии, углы, движение и т.д.)
- Формируют базовые «кирпичики» для построения сложных образов
- Позволяют быстро выделять значимые характеристики объектов
Временная суммация сигналов
В чем заключается механизм временной суммации?
- Интеграция сигналов, поступающих в нейрон в течение определенного временного окна
- Позволяет усиливать слабые, но устойчивые сигналы
- Способствует фильтрации случайных шумовых импульсов
Пластичность процессов передачи и преобразования сигналов
Являются ли процессы передачи и преобразования сигналов в сенсорных системах фиксированными? Нет, они обладают значительной пластичностью и могут изменяться в зависимости от опыта и текущих задач организма.
Адаптация к условиям среды
Как сенсорные системы адаптируются к изменениям условий среды?
- Изменение чувствительности рецепторов
- Перестройка рецептивных полей нейронов
- Формирование новых нейронных связей
Влияние внимания и мотивации
Как процессы внимания и мотивации влияют на передачу и преобразование сигналов?
- Усиление обработки релевантных стимулов
- Подавление обработки нерелевантной информации
- Изменение баланса между восходящими и нисходящими потоками информации
Перспективы исследований передачи и преобразования сигналов в сенсорных системах
Какие направления исследований в этой области представляются наиболее перспективными?
- Изучение молекулярных механизмов пластичности сенсорных систем
- Разработка методов направленной модуляции процессов обработки сенсорной информации
- Создание нейроинтерфейсов для восстановления утраченных сенсорных функций
- Моделирование процессов обработки сенсорной информации для создания искусственных сенсорных систем
Понимание механизмов передачи и преобразования сигналов в сенсорных системах не только расширяет наши знания о работе мозга, но и открывает новые возможности для разработки методов коррекции сенсорных нарушений и создания более совершенных систем искусственного интеллекта.
2. ПЕРЕДАЧА И ПРЕОБРАЗОВАНИЕ СИГНАЛОВ. Основы психофизиологии
2. ПЕРЕДАЧА И ПРЕОБРАЗОВАНИЕ СИГНАЛОВ. Основы психофизиологии ВикиЧтение Основы психофизиологииАлександров Юрий
2. ПЕРЕДАЧА И ПРЕОБРАЗОВАНИЕ СИГНАЛОВ
Процессы передачи и преобразования сигналов обеспечивают поступление в высшие сенсорные центры наиболее важной (существенной) информации о сенсорном событии в такой форме, которая удобна для надёжного и быстрого анализа. Что следует считать существенной информацией? В разных условиях и ситуациях это понятие может меняться. Однако имеется некоторое общее свойство, которое универсально отличает существенную информацию от несущественной.
Это – степень её новизны. Ясно, что новые события при прочих равных условиях информационно важнее для организма, чем привычные. Поэтому эволюционно было выработано свойство прежде всего и быстрее всего передавать в мозг и перерабатывать информацию об изменениях в сенсорной среде. Эти изменения могут быть как временными, так и пространственными.
Среди пространственных преобразований выделяют изменение представительства размера или соотношения разных частей сигнала. Так, в соматосенсорной и зрительной системах на корковом уровне значительно искажаются геометрические пропорции представительства отдельных частей тела или частей поля зрения. В зрительной коре резко расширено представительство информационно наиболее важной центральной ямки сетчатки, ответственной за детальное «поточечное» описание изображения при относительном сжатии проекции периферии поля зрения («циклопический глаз»). В соматосенсорной коре также преимущественно представлены наиболее важные для тонкого различения и организации поведения зоны тела – кожа пальцев рук и лица («сенсорный гомункулюс»; см.
Для временных преобразований информации во всех сенсорных системах типично сжатие, или временная компрессия сигналов: переход от длительной (тонической) импульсации нейронов на нижних уровнях системы к коротким (фазическим) пачечным разрядам нейронов высоких уровней.
Ограничение избыточности информации. Зрительная информация, идущая от фоторецепторов, могла бы очень быстро насытить все информационные резервы мозга. Примерно то же самое, пусть несколько медленнее, могло бы происходить при работе и других сенсорных систем.
Читайте также
Глава 3 ПЕРЕДАЧА И ПЕРЕРАБОТКА СЕНСОРНЫХ СИГНАЛОВ
Глава 3 ПЕРЕДАЧА И ПЕРЕРАБОТКА СЕНСОРНЫХ СИГНАЛОВ
Сенсорные сигналы несут в мозг внешнюю информацию, необходимую для ориентации во внешней среде и для оценки состояния самого организма.
Эти сигналы возникают в воспринимающих элементах (рецепторах) и передаются в мозг
1. ОБНАРУЖЕНИЕ И РАЗЛИЧЕНИЕ СИГНАЛОВ
1. ОБНАРУЖЕНИЕ И РАЗЛИЧЕНИЕ СИГНАЛОВ Сенсорная рецепция Рецептором называют специализированную клетку, эволюционно приспособленную к восприятию из внешней или внутренней среды определённого раздражителя и к преобразованию его энергии из физической или химической
4. ДЕТЕКТИРОВАНИЕ СИГНАЛОВ
4. ДЕТЕКТИРОВАНИЕ СИГНАЛОВ Детектированием называют избирательное выделение сенсорным нейроном того или иного признака раздражителя, имеющего поведенческое значение. Осуществляют такой анализ нейроны-детекторы, избирательно реагирующие лишь на определённые свойства
4.
4. Основные афферентные пути и проекции вестибулярных сигналов
4.4. Основные афферентные пути и проекции вестибулярных сигналов Два основных пути поступления вестибулярных сигналов в кору мозга обезьян следующие: прямой – через вентральное постлатеральное ядро и непрямой – через вентролатеральное ядро. В коре основные афферентные
5.6. Передача и переработка соматосенсорной информации
5.6. Передача и переработка соматосенсорной информации Чувствительность кожи и ощущение движения связаны с проведением в мозг сигналов от рецепторов по двум основным путям (трактам): лемнисковому и спиноталамическому, значительно различающимся по своим
Механизм передачи гормональных сигналов через мембранные рецепторы
Механизм передачи гормональных сигналов через мембранные рецепторы
Гормоны (первичные посредники) связываются с рецепторами на поверхности клеточной мембраны и образуют комплекс гормон-рецептор.
Этот комплекс трансформирует сигнал первичного посредника путем
Передача сигналов через рецепторы, сопряженные с ионными каналами
Передача сигналов через рецепторы, сопряженные с ионными каналами Рецепторы, сопряженные с ионными каналами, являются интегральными мембранными белками, состоящими из нескольких субъединиц. Они действуют одновременно как ионные каналы и как рецепторы, которые
Передача гормонального сигнала: синтез, секреция, транспорт гормонов, их действие на клетки-мишени и инактивация
Передача гормонального сигнала: синтез, секреция, транспорт гормонов, их действие на клетки-мишени и инактивация
В определении понятия «гормон» было указано несколько этапов распространения гормонального сигнала (рис.
2.6). Рис. 2.6. Этапы распространения гормонального
Глава 22. ПЕРЕДАЧА ЭЛЕКТРОНОВ
Глава 22. ПЕРЕДАЧА ЭЛЕКТРОНОВ Львиная доля производимой в процессе обмена веществ энергии выделяется в ходе реакций, в которых участвует атмосферный кислород. Перед тем как мы сможем свободно рассуждать об этих реакциях, надо сначала обговорить основные
Передача и преобразование сигналов в сенсорных системах
Процессы передачи и преобразования сигналов обеспечивают поступление в высшие сенсорные центры наиболее важной (существенной) информации о сенсорном событии в такой форме, которая удобна для надежного и быстрого анализа.
Что следует считать существенной информацией? В разных условиях и ситуациях это понятие может меняться. Однако имеется некоторое общее свойство, которое универсально отличает существенную информацию от несущественной. Это степень ее новизны. Ясно, что новые события при прочих равных условиях информационно важнее для организма, чем привычные. Поэтому эволюционно было выработано свойство – прежде всего и быстрее всего передавать в мозг и перерабатывать информацию об изменениях в сенсорной среде. Эти изменения могут быть как временными, так и пространственными.
Среди пространственных преобразований выделяют изменение представительства размера или соотношения разных частей сигнала. Так, в соматосенсорной и зрительной системах на корковом уровне значительно искажаются геометрические пропорции представительства отдельных частей тела или частей поля зрения. В зрительной коре резко расширено представительство информационно наиболее важной центральной ямки сетчатки, ответственной за детальное «поточечное» описание изображения при относительном сжатии проекции периферии поля зрения («циклопический глаз»).
В соматосенсорной коре также преимущественно представлены наиболее важные для тонкого различения и организации поведения зоны тела – кожа пальцев рук и лица («сенсорный гомункулюс»). Различные проекционные корковые зоны, например зрительной системы (а их насчитывают несколько десятков), отличаются характером ретинотопии, т.е. представительства разных частей сетчатки. Так, имеются зоны, в которых представлен только центр сетчатки, или, наоборот, только ее периферия. Это связано со специфическим участием каждой из зон в зрительном восприятии: обслуживанием преимущественно предметного зрения или обработкой информации о движениях стимулов в поле зрения.
Для временных преобразований информации во всех сенсорных системах типично сжатие, или временная компрессия сигналов – переход от длительной (тонической) импульсации нейронов на нижних уровнях системы к коротким (фазическим) пачечным разрядам нейронов высоких уровней.
Ограничение избыточности информации. Зрительная информация, идущая от фоторецепторов, могла бы очень быстро насытить информационные резервы мозга.
Примерно то же самое, пусть несколько медленнее, могло бы происходить при работе и других сенсорных систем. Огромная избыточность первичных сенсорных сообщений идущих от рецепторов, ограничивается путем подавления информации о менее существенных сигналах. Менее важно во внешней среде то, что неизменно либо изменяется медленно во времени и пространстве. Например, на сетчатку глаза или на кожу длительно действует неизменный стимул большого размера. Для того, чтобы постоянно не передавать в мозг информацию от всех возбужденных рецепторов, сенсорная система пропускает в мозг сигналы только о начале, а затем об окончании раздражения, причем до коры доходят сообщения только от рецепторов, которые лежат по контуру возбужденной области.
Решения Phoenix Contact для передачи и преобразования сигналов в системах автоматизации
Применение нормализаторов сигналов вносит значительный вклад в повышение качества сигнала. Компания Phoenix Contact предлагает широкий ассортимент решений для работы с непрерывными и дискретными сигналами: от ультракомпактных преобразователей и нормализаторов сигналов до устройств, сертифицированных в соответствии с уровнями функциональной безопасности SIL 2, SIL 3 и PL d, а также изделий для искробезопасных цепей, которые обеспечивают максимальный уровень защиты для всех типов потенциально взрывовоопасных газовоздушных и пылевых сред (рис.
1).
Рис. 1. Преобразователи и нормализаторы сигналов для различных приложений
Гибкое представление измеряемых величин
Рис. 2. Семейство Field Analog для гибкой визуализации и надежной передачи сигналов
Семейство продуктов Field Analog (FA) — новая серия продукции Phoenix Contact, включающая универсальные цифровые индикаторы параметров процесса FA MCR. Они сочетают в себе характеристики классических нормализаторов сигналов и преимущества гибких устройств индикации. Универсальный вход может использоваться для работы с различными аналоговыми сигналами, такими как ток, напряжение, сигналы с термопар или температурных датчиков сопротивления. При необходимости устройство способно обеспечивать питание первичного измерительного преобразователя. Два релейных выхода можно использовать для различных функций переключения предельных значений, в то время как получаемый от датчика аналоговый сигнал передается на верхний уровень через аналоговый выход.
Благодаря возможности гибкой настройки индикатор FA MCR может применяться для решения широкого спектра задач. Индикацию измеренных значений можно масштабировать по желанию, а сигнал — представить в требуемом формате.
В семейство Field Analog (рис. 2) также входят новые цифровые индикаторы с поддержкой протокола HART. Они имеют пассивное исполнение, то есть питаются от выходной токовой петли 4–20 мА. При этом источник питания, которым является управляющее устройство, слабо нагружен благодаря низкому значению падения напряжения на индикаторе (< 0,9 В). Это служит решающим фактором для применения изделия в условиях взрывоопасных атмосфер: в подобных приложениях энергия должна быть ограничена, — чтобы предотвратить возможность воспламенения. Индикатор с поддержкой HART также обеспечивает гибкое представление измеренных значений для простого масштабирования и визуализации данных. Индикаторы FA MCR разработаны как устройства HART Master, что позволяет пользователю реализовать функции HART для первичных измерительных преобразователей, которые ранее не использовались: так, посредством HART-протокола могут отображаться до четырех дополнительных измеренных значений.
Многофункциональные индикаторы параметров процесса, а также индикаторы, совместимые с HART, доступны в стандартном исполнении со степенью защиты IP20 (для монтажа на лицевую панель шкафа управления) или с защитой IP67 — для полевой установки.
Реализация требований по взрывозащите и функциональной безопасности
Рис. 3. Преобразователи сигналов и барьеры искрозащиты MACX Analog с уровнем функциональной безопасности до SIL3 и максимальной взрывозащитой вида Ex [ia]
При построении системы автоматизации и управления потенциально опасными производственными процессами одной из важнейших задач является минимизация рисков нанесения вреда людям и окружающей среде. Для достижения этой цели были созданы такие стандарты, как МЭК 61511 (ГОСТ Р МЭК 61511-1-2011), МЭК 61508 (ГОСТ Р МЭК 61508-1-2012) и EN ISO 13849. Ситуация усложняется, если в дополнение к функциональной безопасности необходимо учитывать и требования по обеспечению взрывозащиты — особенно когда речь идет об уровне полевых и исполнительных устройств.
Phoenix Contact разработал семейство продуктов MACX Analog, которые предусматривают высший уровень взрывозащиты контрольно-измерительных каналов и обладают высоким уровнем функциональной безопасности (рис. 3).
Семейство MACX Analog состоит из одно- и двухканальных разделительных усилителей и преобразователей сигналов шириной всего 12,5 мм. Они позволяют подключить искробезопасные цепи полевых устройств, установленных вплоть до Зоны 0 (с опасностью взрыва по газу) или Зоны 20 (с опасностью взрыва по пыли). Также они повышают качество передачи аналоговых и дискретных сигналов за счет обеспечения точного преобразования, гальванической развязки, фильтрации и усиления по каждому из каналов. Устройства легко конфигурируются с помощью DIP-переключателей, расположенных на передней панели, или посредством интерфейса для программирования. Отдельно стоит отметить, что программное обеспечение (ПО) позволяет производить быструю и простую настройку устройства и осуществлять онлайн-мониторинг измеряемых значений.
Благодаря светодиодам состояния на каждом модуле и возможности организации групповой сигнализации об ошибках достигается высокая эксплуатационная готовность системы. Разъемы для установки на DIN-рейку, которые обеспечивают питание и передачу сигналов об ошибках для модулей MACX, позволяют не только реализовать быструю разводку питания и гибкость диспетчеризации, но и упростить замену модуля во время работы в случае выхода его из строя. При эксплуатации и пуско-наладке также часто возникает задача отключения каналов без отсоединения отдельных проводников: для ее решения устройства семейства MACX Analog оснащены съемными клеммными колодками, имеющими механическую кодировку и дающими возможность быстрого и безошибочного подключения.
Рис. 4. Простая настройка устройств серии MINI Analog Pro посредством NFC-интерфейса
DIP-переключатели, ПО или приложение для смартфона?
Для приложений, которые не требуют обеспечения функциональной безопасности, но при этом предполагают установку оборудования во взрывоопасной Зоне 2, оптимальным решением является семейство ультракомпактных преобразователей и нормализаторов сигналов MINI Analog Pro.
Современная технология преобразования и высокий уровень гальванической развязки (с испытательным напряжением 3 кВ и номинальным напряжением изоляции 300 В) обусловливают хорошее качество сигнала. Устройства по умолчанию имеют рабочую температуру –40…+70 °C и диапазон напряжения питания 9,6–30 В DC. Доступные точки подключения на базе запатентованных разъемов FASTCON Pro обеспечивают быстрые установку, запуск и техническое обслуживание. Встроенные поворотные размыкатели при необходимости дают возможность отключить цепи питания или измерительные каналы устройства, а специально интегрированные в разъем точки измерения — производить измерение тока в петле без ее разрыва.
Преобразователи сигналов MINI Analog Pro и устройства MACX снабжены DIP-переключателями для быстрой базовой конфигурации. Более тонкая настройка осуществляется посредством бесплатного ПО. Кроме того, все изделия семейства MINI Analog Pro имеют встроенный беспроводной интерфейс NFC. При техническом обслуживании устройства можно настроить локально через соответствующее мобильное приложение.
Приложение также можно использовать для получения информации о модуле и настройках DIP-переключателя и для онлайн-мониторинга измеряемого сигнала многофункциональных устройств (рис. 4).
Интеграция сигналов в системы управления и диспетчеризации
Объединение сигналов, полученных с преобразователей и барьеров искрозащиты, для их последующей консолидированной передачи на уровень управления стало уже, по сути, стандартом в приложениях, где важна скорость и безошибочность монтажа. Классическая концепция решения представляет собой базовую плату, монтируемую на DIN-рейку и имеющую в своем составе объединенный разъем для шлейфового подключения кабеля к системе управления. При этом решение, предлагаемое Phoenix Contact (рис. 5) на базе объединительных плат серии TC, выгодно отличается от аналогов на базе материнских печатных плат за счет прочного, устойчивого к вибрациям (до 2g) и ударам (до 15g) алюминиевого профиля, который механически отделен от установленных на него интерфейсных устройств.
Это позволяет достичь высокой надежности системы.
Новой ветвью развития подобного подхода стало решение на базе шлюзов для семейства MINI Analog Pro, которые объединяют до восьми полевых сигналов любого типа и обеспечивают их последующую передачу в промышленные сети, при этом экономя пространство и надежно изолируя каждый канал. Фактически такие шлюзы позволяют отказаться от применения дорогостоящих модулей ввода/вывода, исключить затраты на кабель и в итоге уменьшить стоимость канала. В настоящее время доступны шлюзы с наиболее популярными промышленными протоколами передачи данных: Modbus TCP, Modbus RTU и PROFIBUS DP.
Рис. 5. Решения по интеграции сигналов в системы управления и диспетчеризации от Phoenix Contact
Вконтакте
Google+
Устройства преобразования сигналов для одновременной двухсторонней передачи данных по коммутируемым каналам связи телефонной сети общего пользования и некоммутируемым каналам тональной частоты.
Типы и основные параметры – РТС-тендер
ГОСТ Р 50914-96
Группа Э57
УСТРОЙСТВА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИГНАЛОВ ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННОЙ
ДВУСТОРОННЕЙ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ ПО КОММУТИРУЕМЫМ КАНАЛАМ
СВЯЗИ ТЕЛЕФОННОЙ СЕТИ ОБЩЕГО ПОЛЬЗОВАНИЯ
И НЕКОММУТИРУЕМЫМ КАНАЛАМ ТОНАЛЬНОЙ ЧАСТОТЫ
Типы и основные параметры
Signal conversion devices for simultaneous duplex data transmission on switched
channels of general telephone network and unswitched voice frequency channels.
Type and basic parameters
ОКС 33.040.40*
ОКСТУ 6656
____________
* В указателе «Национальные стандарты» 2004 год — код ОКС 33.040.20. —
Примечание «КОДЕКС».
Дата введения 1997-01-01
1 РАЗРАБОТАН Научно-производственным кооперативом «Интердата»
ВНЕСЕН Государственным комитетом Российской Федерации по оборонным отраслям промышленности через Всероссийский научно-исследовательский институт «Эталон»
2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 13 июня 1996 г.
N 377
3 В стандарте учтены требования рекомендаций Международного союза электросвязи (Синяя книга. — Мельбурн, 1988): V.21, V.22, V.22 bis, V.26, V.26 bis, V.26 ter, V.27 bis, V.27 ter, V.29, V.32, V.32 bis, V.33
4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Настоящий стандарт распространяется на устройства преобразования сигналов для одновременной двусторонней передачи данных по коммутируемым каналам связи телефонной сети общего пользования и некоммутируемым каналам тональной частоты.
Стандарт устанавливает типы и основные параметры УПС, обеспечивающих последовательную передачу данных со скоростями от 300 до 14400 бит/с включительно по коммутируемым и некоммутируемым каналам связи с двухпроводным и четырехпроводным окончаниями.
2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 17657-79 Передача данных.
Термины и определения
ГОСТ 18145-81 (СТ СЭВ 6367-88) Цепи на стыке С2 аппаратуры передачи данных с оконечным оборудованием при последовательном вводе-выводе данных. Номенклатура и технические требования
ГОСТ 20855-83 Устройства преобразования сигналов аппаратуры передачи данных для коммутируемых и некоммутируемых каналов тональной частоты. Типы и основные параметры
ГОСТ 23675-79 (СТ СЭВ 6368-88) Цепи стыка С2-ИС системы передачи данных. Электрические параметры
ГОСТ 26532-85 Устройства преобразования сигналов аппаратуры передачи данных для некоммутируемых каналов тональной частоты. Типы и основные параметры
ГОСТ 27232-87 Стык аппаратуры передачи данных с физическими линиями. Основные параметры
ГОСТ 28749-90 Устройства преобразования сигналов для одновременной двусторонней передачи данных по коммутируемым каналам телефонной сети общего пользования со скоростью 2400 бит/с. Типы и основные параметры
ГОСТ 28838-90 Устройство преобразования сигналов аппаратуры передачи данных для работы по некоммутируемым каналам тональной частоты, использующее метод сверхточного кодирования информации.
Основные параметры
3 ОПРЕДЕЛЕНИЯ
В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 17657.
4 ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
ТФ-ОП — телефонная сеть общего пользования.
ТЧ — тональная частота.
УПС — устройство преобразования сигналов.
ООД — оконечное оборудование данных.
КАМ — квадратурная амплитудная модуляция.
АФМ-ОБП — амплитудно-фазовая модуляция с одной боковой полосой.
АПД — аппаратура передачи данных.
5 ТИПЫ УПС
5.1 Установлено четыре типа УПС для некоммутируемых каналов ТЧ:
— УПС-2,4 ТЧ — с максимальной скоростью передачи данных 2400 бит/с;
— УПС-4,8 ТЧ — с максимальной скоростью передачи данных 4800 бит/с;
— УПС-9,6 ТЧ — с максимальной скоростью передачи данных 9600 бит/с;
— УПС-14,4 ТЧ — с максимальной скоростью передачи данных 14400 бит/с.
5.
2 Установлено два типа УПС для коммутируемых каналов сети ТФ-ОП:
— УПС-2,4 ТФ — с максимальной скоростью передачи данных 2400 бит/с;
— УПС-14,4 ТФ — с максимальной скоростью передачи данных 14400 бит/с.
6 ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ УПС
6.1 Сопряжение УПС с каналом, используемым для передачи данных, должно осуществляться по цепям стыка С1.
6.2 Сопряжение УПС с оконечным оборудованием данных (ООД) должно осуществляться по цепям стыка С2 в соответствии с требованиями ГОСТ 18145 и ГОСТ 23675.
Примечание — Допускается сопряжение УПС с ООД по стыку С1-ФЛ в соответствии с ГОСТ 27232.
Перечень цепей стыка приведен в приложении А.
6.3 Скорости передачи данных должны соответствовать указанным в таблице 1.
Таблица 1
Тип УПС | Скорость, бит/с | |
основная | резервная | |
УПС-2,4 ТЧ | 2400 | 1200 |
УПС-4,8 ТЧ | 4800 | 2400 |
УПС-9,6 ТЧ | 9600 | 7200, 4800, 2400 |
УПС-14,4 ТЧ | 14400, 12000 | 9600 |
УПС-2,4 ТФ | 2400 | 1200, 600, 300 |
УПС-14,4 ТФ | 14400, 12000, 9600 | 7200, 4800, 2400, 1200 |
Примечания 1 Наличие всего ряда резервных скоростей не является обязательным 2 При синхронном способе передачи предельное отклонение действительного значения скорости от номинального значения не должно превышать ±0,01% | ||
6.4 УПС должны обеспечивать одновременную двустороннюю передачу данных.
6.5 Основные параметры УПС для некоммутируемых каналов ТЧ
6.5.1 Параметры УПС-2,4 ТЧ должны соответствовать требованиям ГОСТ 20855.
6.5.2 Параметры УПС-4,8 ТЧ и УПС-9,6 ТЧ должны соответствовать требованиям ГОСТ 26532.
6.5.3 Параметры УПС-14,4 ТЧ должны соответствовать требованиям ГОСТ 28838.
6.6 Основные параметры УПС для коммутируемых каналов связи сети ТФ-ОП
6.6.1 УПС-2,4 ТФ и УПС-14,4 ТФ на основной и резервной скоростях должны обеспечивать синхронный и асинхронный методы передачи.
Стартстопно-синхронное преобразование должно производиться в соответствии с ГОСТ 28749.
6.6.2 Основные параметры УПС-2,4 ТФ и УПС-14,4 ТФ на скоростях 2400 и 1200 бит/с должны соответствовать требованиям ГОСТ 28749.
6.6.3 Основные параметры УПС-2,4 ТФ на скоростях от 0 до 600 бит/с должны соответствовать требованиям ГОСТ 20855.
6.6.4 В УПС-14,4 ТФ должны быть предусмотрены адаптивная эхокомпенсация и адаптивная коррекция линейных искажений в принимаемом сигнале.
Максимальное число переприемных участков канала связи по тональной частоте, при котором УПС работоспособны, должно быть указано в техническом задании (ТЗ) на УПС.
6.6.5 В УПС-14,4 ТФ виды модуляции для скоростей передачи данных 14400, 12000, 9600, 7200 и 4800 бит/с должны соответствовать указанным в таблице 2. Сигнальные созвездия должны соответствовать приведенным на рисунках 1-3.
Таблица 2
Скорость, | Вид модуляции | Номер рисунка сигнального созвездия |
14400 | Квадратурная амплитудная модуляция (КАМ) с 128 сигнальными точками (КАМ-128) и сверточным кодированием информации | — |
12000 | КАМ-64 со сверточным кодированием | — |
9600 | КАМ-16 | 1 |
КАМ-32 со сверточным кодированием | 2 | |
7200 | КАМ-16 со сверточным кодированием | 3 |
4800 | Дифференциальная четырехфазовая | — |
Примечание — По согласованию с заказчиком на скоростях 14400, 12000 и 9600 бит/с допускается применение амплитудно-фазовой модуляции с частично подавленной одной боковой полосой частот (АФМ-ОБП) | ||
Рисунок 1 — Сигнальное созвездие КАМ-16 для скорости 9600 бит/с
Двоичные числа относятся к Y1n, Y2n, Q3n, Q4n. А, В, С, D используются при работе
на скорости 4800 бит/с и при настройке.
Рисунок 1 — Сигнальное созвездие КАМ-16 для скорости 9600 бит/с
Рисунок 2 — Сигнальное созвездие КАМ-32 для скорости 9600 бит/с
Двоичные числа относятся к Y0n, Y1n, Y2n, Q3n, Q4n. А, В, С, D используются при работе
на скорости 4800 бит/с и при настройке.
Рисунок 2 — Сигнальное созвездие КАМ-32 для скорости 9600 бит/с
Рисунок 3 — Сигнальное созвездие КАМ-16 для скорости передачи данных 7200 бит/с
Двоичные числа относятся к Y0n, Y1n, Y2n, Y3n, А, В, С, D относятся к элементам синхронизирующего сигнала.
Рисунок 3 — Сигнальное созвездие КАМ-16 для скорости передачи данных 7200 бит/с
Сигнальные созвездия для скоростей 12000 и 14400 бит/с — по ГОСТ 28838, чертежи 1 и 2.
6.6.6 В УПС-14,4 ТФ должен быть использован сверточный код со скоростью 2/3, кодовым ограничением — три и числом состояний — восемь.
Структурная схема сверточного кода — по ГОСТ 28838, приложение 2.
6.6.7 Значения основных параметров УПС-14,4 ТФ должны соответствовать приведенным в таблице 3.
Таблица 3
Скорость модуляции, Бод | Несущая частота, Гц | Отклонение действительного значения несущей частоты от номинального значения, Гц | |
на выходе передатчика УПС | на входе приемника | ||
2400 | 1800 | ±1,0 | ±7,0 |
6.6.8 При работе УПС-14,4 ТФ на скорости 14400 бит/с поток скремблированных данных должен делиться на группы по шесть битов, на скорости 12000 бит/с — на группы по пять битов. Первые по времени два бита Q1n и Q2n каждой группы данных должны быть перекодированы с использованием относительного кода — по ГОСТ 28838, таблица 1.
6.6.9 Два перекодированных бита Y1n и Y2n должны быть закодированы с использованием сверточного кодера — по ГОСТ 28838, приложение 2.
6.6.10 На скорости 14400 бит/с четыре входных информационных бита Q3n, Q4n, Q5n, Q6n и три бита с выхода сверточного кодера Y0n, Y1n и Y2n должны быть преобразованы в аналоговый сигнал посредством КАМ. Модуляционный код — по ГОСТ 28838, таблица 3.
6.6.11 На скорости 12000 бит/с три входных информационных бита Q3n, Q4n и Q5n и три бита с выхода сверточного кодера Y0n, Y1n и Y2n должны быть преобразованы в аналоговый сигнал посредством КАМ. Модуляционный код — по ГОСТ 28838, таблица 2.
6.6.12 При использовании в УПС-14,4 ТФ на скорости 9600 бит/с сигнального созвездия КАМ-16 поток скремблированных данных должен делиться на группы из четырех следующих друг за другом битов. Первые по времени два бита Q1n и Q2n каждой группы должны быть подвергнуты относительному кодированию в Y1n и Y2n в соответствии с таблицей 4.
Таблица 4
Комбинации входных символов | Комбинации предыдущих символов | Изменение фазового квадранта | Комбинации выходных символов | Состояние сигнала на скорости 4800 бит/с | |||
Q1n | Q2n | Y1n-1 | Y2n-1 | Y1n | Y2n | ||
0 | 0 | 0 | 0 | 90° | 0 | 1 | В |
0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | С | |
0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | А | |
0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | D | |
0 | 1 | 0 | 0 | 0° | 0 | 0 | А |
0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | В | |
0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | D | |
0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | С | |
1 | 0 | 0 | 0 | 180° | 1 | 1 | С |
1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | D | |
1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | В | |
1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | А | |
1 | 1 | 0 | 0 | 270° | 1 | 0 | D |
1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | А | |
1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | С | |
1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | В | |
6.6.13 Два перекодированных бита Y1n и Y2n и два информационных бита Q3n и Q4n должны быть преобразованы в аналоговый сигнал посредством КАМ. Модуляционный код должен соответствовать указанному в таблице 5 для КАМ-16.
Таблица 5
Комбинации битов | Координаты сигнальной точки | |||||||
Y0n | Y1n | Y2n | Q3n | Q4n | КАМ-16 | КАМ-32 | ||
Реальная | Мнимая | Реальная | Мнимая | |||||
0 | 0 | 0 | 0 | 0 | -1 | -1 | -4 | 1 |
0 | 0 | 0 | 1 | -3 | -1 | 0 | -3 | |
0 | 0 | 1 | 0 | -1 | -3 | 0 | 1 | |
0 | 0 | 1 | 1 | -3 | -3 | 4 | 1 | |
0 | 1 | 0 | 0 | 1 | -1 | 4 | -1 | |
0 | 1 | 0 | 1 | 1 | -3 | 0 | 3 | |
0 | 1 | 1 | 0 | 3 | -1 | 0 | -1 | |
0 | 1 | 1 | 1 | 3 | -3 | -4 | -1 | |
1 | 0 | 0 | 0 | -1 | 1 | -2 | 3 | |
1 | 0 | 0 | 1 | -1 | 3 | -2 | -1 | |
1 | 0 | 1 | 0 | -3 | 1 | 2 | 3 | |
1 | 0 | 1 | 1 | -3 | 3 | 2 | -1 | |
1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 2 | -3 | |
1 | 1 | 0 | 1 | 3 | 1 | 2 | 1 | |
1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 3 | -2 | -3 | |
1 | 1 | 1 | 1 | 3 | 3 | -2 | 1 | |
1 | 0 | 0 | 0 | 0 | — | — | -3 | -2 |
0 | 0 | 0 | 1 | 1 | -2 | |||
0 | 0 | 1 | 0 | -3 | 2 | |||
0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 2 | |||
0 | 1 | 0 | 0 | — | — | 3 | 2 | |
0 | 1 | 0 | 1 | -1 | 2 | |||
0 | 1 | 1 | 0 | 3 | -2 | |||
0 | 1 | 1 | 1 | -1 | -2 | |||
1 | 0 | 0 | 0 | — | — | 1 | 4 | |
1 | 0 | 0 | 1 | -3 | 0 | |||
1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | |||
1 | 0 | 1 | 1 | 1 | -4 | |||
1 | 1 | 0 | 0 | — | — | -1 | -4 | |
1 | 1 | 0 | 1 | 3 | 0 | |||
1 | 1 | 1 | 0 | -1 | 0 | |||
1 | 1 | 1 | 1 | -1 | 4 | |||
6.6.14 При использовании в УПС-14,4 ТФ на скорости 9600 бит/с сигнального созвездия КАМ-32 со сверточным кодированием поток скремблированных данных должен делиться на группы из четырех следующих друг за другом битов данных. Первые по времени два бита Q1n и Q2n каждой группы должны быть перекодированы с использованием относительного кода — по ГОСТ 28838, таблица 1.
6.6.15 Два перекодированных бита Y1n и Y2n должны быть закодированы с использованием сверточного кодера по ГОСТ 28838, приложение 2.
6.6.16 Три бита с выхода сверточного кодера Y0n, Y1n и Y2n, а также два информационных бита Q3n и Q4n должны быть преобразованы в аналоговый сигнал посредством квадратурной амплитудной модуляции. Модуляционный код должен соответствовать указанному в таблице 5 для КАМ-32.
6.6.17 При использовании в УПС-14,4 ТФ на скорости 7200 бит/с сигнального созвездия КАМ-16 со сверточным кодированием поток скремблированных данных должен делиться на группы из трех следующих друг за другом битов данных. Первые по времени два бита Q1n и Q2n каждой группы должны быть перекодированы с использованием относительного кода — по ГОСТ 28838, таблица 1.
6.6.18 Два перекодированных бита должны быть закодированы с использованием сверточного кодера — по ГОСТ 28838, приложение 2.
6.6.19 Три перекодированных бита с выхода сверточного кодера Y0n, Y1n, Y2n, а также информационный бит Q3n должны быть преобразованы в аналоговый сигнал посредством КАМ-16 в соответствии с сигнальным созвездием, приведенным на рисунке 3.
6.6.20 На скорости 4800 бит/с в УПС-14,4 ТФ должна быть использована дифференциальная четырехфазовая манипуляция. При этом поток скремблированных данных должен делиться на группы из двух битов Q1n и Q2n, которые затем должны быть подвергнуты относительному кодированию в соответствии с таблицей 4 и преобразованы в аналоговый сигнал с использованием манипуляционного кода, приведенного в таблице 4.
6.6.21 Разность уровней мощности сигнала и флуктуационной помехи на входе УПС-14,4 ТФ при работе в режиме «на себя» в точке, в которой спектр ограничен полосой частот соответствующего канала связи, не должна быть более 25 дБ на скоростях 9600 и 12000 бит/с и 27 дБ — на скорости 14400 бит/с при коэффициенте ошибок по элементам 1·10.
6.6.22 По окончании начальной или подстроечной синхронизирующей последовательности, передаваемой УПС-14,4 ТФ, состояние цепи 106 должно в течение 2 мс прийти в соответствие с состоянием цепи 105.
6.6.23 В УПС-14,4 ТФ должно быть предусмотрено два вида самосинхронизирующихся скремблера/дескремблера:
— с образующим полиномом для вызывающего УПС;
— с полиномом для отвечающего УПС.
ПРИЛОЖЕНИЕ А (обязательное). ПЕРЕЧЕНЬ ЦЕПЕЙ СТЫКА С2 В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТИПА УПС
ПРИЛОЖЕНИЕ А
(обязательное)
Наименование цепи стыка | Номер цепи стыка | Тип УПС | |||||
УПС- | УПС- | УПС- | УПС- | УПС- | УПС- | ||
Сигнальное заземление | 102 | х | х | х | х | х | х |
Передаваемые данные | 103 | х | х | х | х | х | х |
Принимаемые данные | 104 | х | х | х | х | х | х |
Запрос передачи | 105 | х | х | х | х | х | х |
Готов к передаче | 106 | х | х | х | х | х | х |
АПД готова | 107 | х | х | х | х | х | х |
Подсоединить АПД к линии | 108/1 | х | х | х | х | — | х |
Оконечное оборудование данных готово | 108/2 | х | — | — | — | — | — |
Детектор принимаемого линейного сигнала канала данных | 109 | х | х | х | х | х | х |
Переключатель скорости передачи данных | 111 | х | — | х | х | х | х |
Переключатель скорости передачи данных | 112 | х | — | — | х | — | х |
Синхронизация элементов передаваемого сигнала (источник ООД) | 113 | х | х | х | х | х | х |
Синхронизация элементов передаваемого сигнала (источник УПС) | 114 | х | х | х | х | х | х |
Синхронизация элементов принимаемого сигнала (источник УПС) | 115 | х | х | х | х | х | .х |
Индикатор вызова | 125 | х | — | — | х | — | — |
Шлейф испытаний для технического обслуживания | 140 | х | х | х | х | х | х |
Местный шлейф (шлейф 3) | 141 | х | х | х | х | х | х |
Индикатор проверки | 142 | х | х | х | х | х | х |
Примечания 1 Знак «х» соответствует обязательному использованию цепи в УПС 2 Номенклатура цепей может быть расширена в соответствии с требованиями ТЗ на УПС конкретного типа | |||||||
Текст документа сверен по:
официальное издание
М.: ИПК Издательство стандартов, 1996
Устройства приема, передачи и преобразование сигнала
Устройства для приема, передачи и преобразования сигнала – обширный класс дополнительного оборудования. В него входят различные устройства, отличающиеся по виду, выполняемым функциям, типам систем, в которых их можно использовать, техническим параметрам и т.д.
Виды устройств
- Приемопередатчики. Этот класс оборудования может использоваться в сетях видеонаблюдения, где для передачи сигнала применяется коаксиальный кабель или витая пара, но более целесообразны они во втором случае. Дальность передачи по витой паре и коаксиалу зависит от технологии, на основе которой работает видеооборудование, но она редко превышает 500-600 метров. Установив приемопередатчики этот показатель можно увеличить до 2000 метров и более, сократив таким образом количество элементов видеосистемы и снизив затраты. Экономия за счет установки приемопередатчиков обеспечивается еще и за счет того, что один кабель может использоваться для передачи разнотипных сигналов. Благодаря приемопередатчику можно обеспечить передачу аудио- и видеопотока, телеметрических сигналов. Устройства пассивного типа целесообразны, если есть необходимость увеличения дальности передачи до 500-600 метров.
- Видеоусилители. Во время прохождения сигнала по кабельной сети неизбежно его затухание. Установка усилителя позволяет компенсировать его. Этот тип оборудования оправдан в том случае, если необходимо увеличить длину трассы от камеры до регистратора.
- Видеокоммутаторы. Используются для переключения сигналов, поступающих от нескольких камер, на выходы.
- Конверторы позволяют преобразовать видеосигнал без потери качества. С одной стороны, их использование позволяет увеличить дальность передачи. С другой стороны, они используются для конвертирования видео из одного формата в другой.
Устройства приема, передачи и преобразования сигнала отличаются не только по виду и назначению, но и по техническим характеристикам, наличию дополнительного функционала и т.д.
В интернет-магазине Videolife вы можете купить любое оборудование для приема, передачи, преобразования сигнала. Мы предлагаем продукцию хорошо известных на рынке видеонаблюдения брендов GeoVision, Just, Rvi и др. Наши специалисты помогут вам подобрать оборудование, соответствующее тем задачам, которые ставятся перед охранной системой. Правильный выбор дополнительных устройств позволит не только обеспечить эффективное наблюдение за объектом, но и минимизировать затраты на обустройство систем видеослежения.
Tyratronics, Швеция
«Наша цель заключается в том, чтобы адаптировать каждое из наших решений под уникальные условия и потребности каждого из наших клиентов – с учетом конкретных стандартов и правил безопасности, действующих в стране. Для наших систем управления и обратной связи, разработанных для газозаправочных станций, само собой разумеется, что все компоненты полностью безопасны для неограниченного использования во взрывоопасных зонах, – пояснил менеджер по продажам компании Tyratronic Стиг Корнелиуссон (Stig Corneliusson).
– Нам нужно было решение для безопасного сбора сигналов в условиях взрывоопасной зоны, и мы нашли оптимальное решение от Weidmüller – безопасный формирователь сигналов ACT20X».
Один продукт для любых взрывоопасных зон и типов датчиков
В зависимости от заказчика и места использования системы Tyratronic должны быть подходящими для зон класса 0, 1 или 2. Для шведской компании важно, чтобы во всех случаях мог использоваться один и тот же тип формирвоателя сигналов.
Еще одним требованием с точки зрения гибкости является то, что формирователь должен быть такого типа, который можно конфигурировать для различных видов датчиков. Это не просто экономично; использование универсального модуля облегчает установку и последующее обслуживание, так как технический специалист должен быть знаком только с одним видом изделий. Это также облегчает процесс замены и расширения систем. Для этих целей было решено использовать ACT20Х.
«Во взрывоопасных зонах приоритет отдается предотвращению опасных ситуаций. Таким образом, здесь используется по своей сути безопасная электрическая цепь. В ней используются ограничители напряжения и тока для контроля электроэнергии, поступающей в область. Таким образом, предотвращается риск возгорания от искры или термического воздействия, – пояснил представитель отдела продаж компании Weidmüller Клес Линдгрен (Claes Lindgren).
– Наш формирователь сигналов ACT20X обеспечивает надежный вход для стандартных сигналов DC, температуры и сопротивления и, следовательно, изолирует взрывоопасную зону от безопасной. С шестью различными основными функциями, универсальный ассортимент охватывает всю область применения во взрывоопасных зонах. Сигналы, поступающие из всех трех видов взрывоопасных зон, в точности обработаны для передачи на контроллер».
Надежные, стандартизированные значения сигналов
Измерение температуры газа в системах Tyratronics осуществляется с помощью термометра сопротивления PT100 (RTD), который поставляется с трехпроводной цепью, а также термопарами. Выход 4-20 мА используется для измерения расхода газа. Сигналы со всех трех различных типов датчиков могут обрабатываться только одним модулем, так как Tyratronic может настроить формирователь сигналов по мере необходимости.
Модули ACT20X, используемые рядом с датчиком, обеспечивают оптимальные характеристики для гальванического отделения уровня датчика от уровня системы управления и дают надежные, стандартизированные значения сигналов. Оператор газогенераторной станции получает выгоду от точно определенных измерений, которые могут передаваться как стабильные сигналы 4-20 мА на значительные расстояния.
Характеристики ACT20Х обеспечивают, чтобы колебания температуры, электромагнитные помехи, вибрация, коррозия и взрывоопасная атмосфера не влияли на точность передачи и преобразования сигнала.
Дополнительную безопасность оебспечивают комплексный контроль и функции аварийной сигнализации формирователя сигналов. Интегрированный релейный выход, которые можно запрограммировать, срабатывает в случае сообщения об ошибке. Это упрощает поиск и устранение неисправностей, повышая доступность системы. Tyratronic использует эту функцию для обеспечения уведомлений об утечке. При превышении определенного температурного диапазона можно контролировать температуру газа, чтобы в случае слишком высоких значений срабатывала аварийная сигнализации.
Дополнительную безопасность обеспечивает интегрированная функция аварийной сигнализации об ошибках кабелей или датчиков в виде дополнительного встроенного реле. В случае ошибки на одном из подключенных устройств контроллер получает диагностический сигнал. Ошибку можно напрямую локализовать и устранить.
Конфигурация с графической поддержкой
«Мы испытывали и другие продукты, но всегда сталкивались с проблемами при их программировании с помощью ПК. Для нас очень важно обеспечить заказчикам преимущества простой конфигурации с возможностью самостоятельной регулировки даже после сдачи системы в эксплуатацию. Это ускорило принятие решения в пользу этого изделия, – сообщил инженер по автоматизации Джонни Андерссон.
– Решение Weidmüller произвело позитивное впечатление. После успешной установки и настройки программного обеспечения все прошло гладко. Нам нужно было только подключить устройство, и мы смогли сразу приступить к работе».
Программное обеспечение для настройки основано на независимой технологии FDT/DTM. Это означает, что все изделия ACT20X могут быть индивидуально отрегулированы для различных целей с помощью ПК. Weidmüller предлагает систему управления по типу устройства (DTM) для модулей, которую можно использовать в любой рамке на основе FDT.
DTM позволяют быстро и точно настроить различные устройства. Они также позволяют анализировать данные измерений и диагностики. DTM также можно использовать для четкой идентификации подключенного устройства.
«Точные и расширенные настройки модулей ACT20X обеспечивают выдающиеся преимущества. Например,, фотографии в программном обеспечении конфигурации чрезвычайно полезны. Они четко показывают образец, как выполнять соединение. Это очень полезно, так как существуют различные возможности соединения для таких сложных проектов, как этот, – сообщает Андерссон.
– Четкая картина ситуации позволяет существенно снизить риск ошибки. Это помогает и нашим клиентам, так как они могут с легкостью внести свои коррективы в формирователи сигналов. Наш опыт показывает, что на практике это работает очень хорошо».
Database Products Line Review Site Map: HTML XML |
|
|
|
||||
— обзор
12.4 Аналого-цифровые преобразователи: параллельная обратная связь
Обратной функцией цифро-аналогового преобразования является аналого-цифровое преобразование (аналого-цифровое), выполняемое аналого-цифровым преобразователем. преобразователи (АЦП). Мы рассматриваем здесь четыре категории АЦП, которые включают множество вариаций. Приведены приблизительные диапазоны для скорости преобразования и точности:
| Тип АЦП | скорость преобразования | точность, биты |
|---|---|---|
| с интегрированием | О.1 Гц — 10 Гц | 14–20 |
| циклический (последовательный) | 1 кГц – 100 кГц | 10–16 |
| с параллельной обратной связью | 50 кГц – 5 МГц | 8–10 |
| параллельный (вспышка) | 5–500 МГц | 4–8 |
Преобразователи с параллельной обратной связью основаны на концепции, аналогичной размещению функционального блока в контуре обратной связи операционного усилителя для достижения обратной функции. Рисунок 12.16 показаны две реализации преобразователя линейно-линейного изменения . В (а), цифровая форма, счетчик, управляемый часами, генерирует цифровой пилообразный выходной сигнал. Он управляет ЦАП с выходным напряжением, который выводит линейное изменение в аналоговой форме. Когда он пересекает v x , выход компаратора синхронизирует регистр и удерживает цифровой счет. Когда счетчик переполняется, выход ЦАП сбрасывается до минимального значения, а выход компаратора становится низким, завершая цикл. Выход компаратора также является сигналом конца преобразования, указывающим действительные данные регистра.
РИС. 12.16. Линейный АЦП: (а) цифровая и (б) аналоговая реализации.
На рис. 12.16b та же концепция реализована с аналоговым генератором линейного нарастания тока. Переполнение счетчика включает переключатель сброса, разряжая конденсатор в конце цикла преобразования. Аналоговая схема подвержена ошибкам в крутизне линейного изменения относительно тактовой частоты. Цифровая форма в (а), хотя и не имеющих эти ошибках синхронизации, должна иметь точное опорное напряжение ЦАП.
Третья реализация преобразователя рампы (рис.12.17) использует микрокомпьютер (μC) (или любой компьютер) и минимальное дополнительное оборудование: n -битный ЦАП и компаратор. Микроконтроллер должен иметь один цифровой входной бит от компаратора и n выходных битов для управления ЦАП. Программный алгоритм преобразования линейного изменения использует программную переменную VX для хранения оцифрованного значения v x и OUT для хранения выходного значения ЦАП. Процедура
РИС. 12.17. Общий АЦП с параллельной обратной связью на основе микроконтроллеров.
- 0
АЦП линейного изменения
- 1
Установить OUT на ноль: OUT ← O.
- 2
Введите бит IN.
- 3
Если IN = 0, то VX ← OUT; перейти к 1. Другое приращение OUT: OUT ← OUT + 1.
- 4
Выход OUT; перейдите к 2.
Время преобразования обычно ограничено микроконтроллером, но для многих приложений оно достаточно быстрое; а несколько дополнительных компонентов являются преимуществом. Линейный АЦП — плохая техника и используется редко. Время преобразования варьируется, но может занимать до 2 n тактов.
Преобразователи с параллельной обратной связью имеют обобщенную топологию (рис. 12.18). Тип используемого логического блока определяет тип преобразователя. В линейном АЦП используется простой счетчик. Чуть лучше АЦП отслеживающий преобразователь . Его логика — двунаправленный (вверх / вниз) счетчик. При изменении v x выход компаратора заставляет счетчик вести счет вверх, если на входе ЦАП d низкий уровень, и вниз, если он высокий. Счетчик обслуживает ЦАП, чтобы минимизировать ошибку ввода на компараторе.Поскольку счетчик ведет счет в большую или меньшую сторону, ошибка всегда составляет ± 1 младший бит. Для входа постоянного тока сводный счетчик колеблется на одно состояние вокруг правильного значения; выход компаратора меняет логические уровни каждый такт.
РИС. 12.18. Общий АЦП с параллельной обратной связью. Логический блок определяет тип преобразователя.
АЦП слежения является усовершенствованием по сравнению с АЦП с линейным нарастанием, поскольку его можно использовать для отслеживания входного сигнала, оцифровывая его по мере его появления (то есть в реальном времени ).При небольших изменениях входа счетчик должен изменить только несколько состояний. Это выполняется за несколько периодов времени, и преобразование происходит быстро. Для больших входных изменений, таких как прямоугольный шаг, преобразователь показывает ограничения скорости нарастания и более длительное время преобразования. Скорость нарастания выходного сигнала ЦАП, если она ограничена скоростью счета, составляет
(12.31) Скорость нарастания слежения АЦП = Vfs2n · fCLK
Тактовая частота ограничена временем задержки контура: время установления ЦАП, время задержки компаратора , и счетчик времени выхода часов.Для синусоидального входа
(12,32) υX (t) = Vfs2sin ωt
его максимальная скорость нарастания составляет ω В фс /2 = π фВ фс . Выравнивание (12.31) и решение для максимальной синусоидальной частоты fs дает
(12,33) max fs sine f = (1π2n) fCLK
Конвертер трекинга может быть реализован с тем же оборудованием, что и преобразователь линейного нарастания. Рисунок 12.17 также обычно применяется к преобразователям с параллельной обратной связью. Вместо аппаратной логики, программная логика различает типы АЦП с параллельной обратной связью.Процедура АЦП слежения, основанная на тех же программных переменных, что и АЦП с линейным нарастанием, — это
- 0
АЦП слежения.
- 1
Выход OUT.
- 2
Вход IN.
- 3
f IN = 0, затем уменьшить OUT: OUT ← OUT-1. В противном случае, приращение OUT: OUT ← OUT + 1.
- 4
Установите для VX значение OUT: VX ← OUT.
- 5
Перейдите к 1.
Эта процедура не сложнее, чем для преобразователя пилообразного напряжения, но имеет преимущества в производительности отслеживающего АЦП.
Следящий АЦП полезен как схема с отслеживанием и удержанием (T / H). Цифровой выход следует за входным сигналом до тех пор, пока часы не будут отключены или счет не синхронизируется в другой регистр. Затем вводимое значение в цифровой форме сохраняется неопределенно долго; никакая аналоговая схема удержания не может этого сделать. Как мы увидим в схемах выборки и как мы видели для пиковых детекторов в разделе 11.15, конденсатор может точно поддерживать свой заряд только в течение ограниченного времени.
Схема рис.12.18 сравнивает напряжение ЦАП с В, x на входе компаратора. Для ЦАП с токовым выходом требуется дополнительный преобразователь I / V . На рис. 12.19 ЦАП с токовым выходом либо биполярного, либо КМОП-типа формирует разность напряжений с v x путем последовательного включения i O R . Компаратор теперь воспринимает эту разницу относительно 0 В. Это сравнение в токовом режиме работает с биполярными входами. Входы компаратора должны быть реверсированы по сравнению с режимом сравнения напряжения, или вместо этого должен использоваться дополнительный токовый выход ЦАП.
РИС. 12.19. Сравнение токового режима на входе компаратора.
Третий преобразователь с параллельной обратной связью — это преобразователь последовательного приближения (SA), очень распространенный метод преобразования и самый популярный из преобразователей с параллельной обратной связью. Для преобразования n бит с использованием побитового алгоритма требуется n + 1 тактов. Он определяет один бит на цикл блока после цикла инициализации.
На рис. 12.18 его логическим блоком является регистр последовательного приближения (SAR).Этот регистр может быть реализован с помощью n -битного регистра сдвига (SR) и n защелок. [Защелка — это своего рода флоп с чувствительным к уровню входом часов. Когда часы установлены (высокий уровень), его выход следует за входом; когда синхронизация не подтверждена, на выходе остается значение на заднем фронте тактовой частоты.] В начале преобразования биты SR очищаются и устанавливается MSB. Защелка передает это цифровое среднее значение на ЦАП. Если v x больше среднего значения, выходной сигнал компаратора высокий.Когда часы идут на низкий уровень, MSB фиксируется. Следующий фронт тактовой частоты сдвигает 1 бит в SR на позицию n — 1 бит, и цикл повторяется. Фактически, начиная с MSB, принимается n решений, каждое из которых сужает диапазон возможных значений для v x вдвое. Скорость сходимости этой процедуры составляет log n , а время преобразования не зависит от v x .
Стандартное оборудование, показанное на рис.12.17 снова используется для реализации АЦП SA на основе микроконтроллера. Процедура лишь немного сложнее предыдущих, но обычно стоит увеличения скорости. Помимо расположения адресов IN и OUT, модель программного обеспечения показана на рис. 12.20. SAR — это переменная, имитирующая защелку SAR. Переменная SR имитирует регистр сдвига, который имеет дополнительный каскад «бит переноса», который включен в цикл сдвига, как показано. Эта формулировка предполагает эффективность программирования на языке ассемблера, поскольку большинство микроконтроллеров имеют бит переноса и инструкцию «поворота вправо», которая включает бит переноса (C).Обе программные переменные могут быть регистрами микроконтроллера. В следующей процедуре используются поразрядные логические операции И, ИЛИ и НЕ (логическое отрицание), которые являются инструкциями микроконтроллера. Для микроконтроллеров без инструкции NOT X дополняется инструкцией исключающего ИЛИ (EOR или XOR) с двоичным кодом 1111… (все двоичные единицы, дополнение до двух или шестнадцатеричным FFF…) и X .
РИС. 12.20. Программные регистры для алгоритма АЦП последовательного приближения.
- 0
АЦП последовательного приближения.
- 1
Очистить SR и SAR: SR ← 0; SAR ← 0. Установите C на единицу: C ← 1.
- 2
Поверните SR вправо.
- 3
Если C = 1, вернуть.
- 4
Выход SR OR SAR на OUT: OUT ← SR OR SAR.
- 5
Вход из IN.
- 6
Если IN = 1, перейдите к 2.
- 7
В противном случае установите SAR в значение SAR И SR ¯: SAR ← SAR И (НЕ SR).(Альтернатива: SAR ← SAR AND (SR EOR 1111…).
- 8
Перейти к 2.
Бит 1, первоначально в C, сдвигается вправо, в SR, по одному биту за итерацию. он возвращается к C (шаг 3 проверяет это), процедура завершена. Шаг 4 устанавливает бит SR 1 в SAR. Если компаратор (IN) высокий, v x все еще больше, чем значение SAR , и этот тестовый бит остается установленным.Если IN низкий, установленный бит сделал значение SAR слишком большим, и он очищается на шаге 7.Каждый бит, начиная с MSB, проверяется, а затем остается установленным или сбрасывается в SAR.
Повышение скорости для преобразователей SA заключается в увеличении тактовой частоты после определения первого или второго бита. Эти биты имеют наибольший диапазон и требуют наибольшего времени нарастания аппаратного обеспечения контура. Менее значимые биты вызывают меньшее изменение напряжения компаратора и могут быть определены быстрее, что позволяет увеличить тактовую частоту за счет большего количества цифрового оборудования.
Преобразователи линейного нарастания и SA не работают правильно, если v x не является постоянным во время преобразования.Для динамических входов сигнал выборки и удержания (S / H) должен предшествовать АЦП.
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.
Настройка вашего браузера для приема файлов cookie
Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:
- В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
- Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
- Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
- Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
- Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться у системного администратора.
Почему этому сайту требуются файлы cookie?
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.
Что сохраняется в файле cookie?
Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.
Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.
Семь шагов к успешному преобразованию аналого-цифрового сигнала (расчет шума для правильного формирования сигнала)
Для высокоточных приложений требуется хорошо спроектированный аналоговый интерфейс с низким уровнем шума для получения наилучшего отношения сигнал / шум, что требует осознанного подхода к выбору АЦП для полного и точного захвата сигналов датчиков. Компоненты поддержки, такие как операционные усилители драйверов и эталоны, выбираются для оптимизации общих характеристик схемы.
Реальные сигналы, такие как вибрация, температура, давление и свет, требуют точной обработки сигнала и преобразования сигнала перед дальнейшей обработкой данных в цифровой области.Чтобы преодолеть многие проблемы в современных высокоточных приложениях, необходим хорошо спроектированный малошумящий аналоговый входной каскад для получения наилучшего отношения сигнал / шум. Многие системы не могут позволить себе покупать самые дорогие детали и не могут позволить себе более высокое энергопотребление, чем детали с низким уровнем шума. В этой статье рассматриваются вопросы о разработке общего решения с использованием подхода оптимизации шума. В этой статье представлен методический подход к проектированию блока усиления и комбинации АЦП, включая пример, поддерживающий этот подход.Расчет и анализ шума выполняются в этой схеме при формировании низкочастотных (близких к постоянному току) сигналов.
При разработке аналогового интерфейса выполните следующие семь шагов:
- Опишите электрический выход датчика или секции, предшествующей блоку усиления.
- Рассчитайте требования к АЦП.
- Найти оптимальную ссылку АЦП + напряжения для преобразования сигнала.
- Найдите максимальное усиление и определите критерии поиска для ОУ.
- Найдите оптимальный усилитель и спроектируйте блок усиления.
- Сравните общий уровень шума решения с целью проекта.
- Запустите моделирование и подтвердите.
Шаг 1: Опишите электрический выход датчика или секции, предшествующей блоку усиления
Сигналы могут поступать непосредственно от датчика или могут проходить через фильтры EMI и RFI до блока усиления. Чтобы спроектировать блок усиления, необходимо знать характеристики сигнала по переменному и постоянному току и доступные источники питания.Знание характеристик сигнала и уровня шума позволяет понять, какой диапазон входного напряжения и уровни шума могут понадобиться при выборе АЦП. Предположим, что у нас есть датчик, который выдает сигнал 10 кГц с полной амплитудой 250 мВ размах (88,2 мВ среднеквадр.) И шум 25 мкВ размах. Предположим также, что в нашей системе имеется источник питания 5 В. Обладая этой информацией, мы сможем вычислить отношение сигнал / шум на входе АЦП на шаге 2. Чтобы упростить обработку данных и путаницу, предположим, что мы разрабатываем это решение для работы при комнатной температуре.
Шаг 2: Рассчитайте требования к АЦП
Какой тип АЦП, какая частота дискретизации, сколько битов и какие характеристики шума нам нужны? Зная амплитуду входного сигнала и информацию о шуме из шага 1, мы можем вычислить отношение сигнал / шум (SNR) на входе блока усиления. Нам нужно выбрать АЦП с лучшим соотношением сигнал / шум. Знание SNR поможет нам рассчитать эффективное количество бит (ENOB) при выборе АЦП. Это соотношение показано в следующих уравнениях.И SNR, и ENOB всегда указываются в любом хорошем листе данных АЦП. В этом примере требуемый SNR 86,8 дБ и 14,2-битный ENOB вынуждают нас выбрать 16-битный аналого-цифровой преобразователь. Кроме того, критерий Найквиста гласит, что частота дискретизации fs должна быть как минимум в два раза больше максимальной входной частоты fin, поэтому будет достаточно АЦП 20 kSPS.
Затем нам нужно разработать общее решение с плотностью шума, не превышающей 416 нВ / √Гц. Это ставит шум схемы преобразования сигнала на 1/10 от входного шума.
Рисунок 1. Типичная цепочка преобразования сигнала.
Шаг 3: Найти ссылку оптимальный АЦП + напряжения, чтобы сделать преобразование сигнала
Имея под рукой набор критериев поиска, существует множество способов найти АЦП, который соответствует требованиям. Один из самых простых способов найти 16-битный АЦП — воспользоваться поисковой системой на сайте производителя. При вводе разрешения и частоты дискретизации предлагается несколько вариантов.
Многие 16-битные АЦП указывают 14.5 бит ENOB. Если вы хотите улучшить шумовые характеристики, используйте передискретизацию, чтобы увеличить значение ENOB до 16 бит (n-битное улучшение получается из передискретизации 4 n ). При передискретизации можно использовать АЦП с более низким разрешением: 12-битный АЦП с передискретизацией 256 (4 4 передискретизация) даст 16-битные шумовые характеристики. В нашем примере это означает 12-битный АЦП с частотой дискретизации 5,126 МГц (20 kSPS × 256). Или 14-битный АЦП с избыточной дискретизацией на 4 2 ; или 1,28 MSPS может быть лучше.Однако они стоят столько же, сколько и 16-разрядный АЦП AD7685, 250 kSPS.
16-разрядный АЦП PulSAR ® AD7685 выбран из списка. Этот преобразователь имеет отношение сигнал / шум 90 дБ и частоту дискретизации 250 kSPS в соответствии с нашими требованиями. опорного напряжения В ADR421 / ADR431 точность XFET ® рекомендуются для использования с данным АЦП. Диапазон входного напряжения 2,5 В превышает наши входные характеристики 250 мВ (размах).
Рисунок 2. Типовая таблица выбора АЦП.
опорный вход В AD7685 имеет динамический входной импеданс, поэтому он должен быть разъединены с минимальными паразитными индуктивностями, помещая керамический разделительный конденсатор близко к контактам и соединения его с широкими, низкими следами импеданса. Керамический чип-конденсатор емкостью 22 мкФ обеспечит оптимальную производительность.
Шаг 4: Найдите максимальное усиление и определите критерии поиска для ОУ
Знание диапазона входного напряжения АЦП поможет нам при разработке блока усиления. Чтобы максимизировать наш динамический диапазон, нам нужно получить максимально возможное усиление с данным входным сигналом и входным диапазоном АЦП.Это означает, что мы можем спроектировать наши блоки усиления так, чтобы для данного примера коэффициент усиления был равен 10.
Хотя AD7685 прост в управлении, драйверный усилитель должен отвечать определенным требованиям. Например, шум, генерируемый усилителем драйвера, должен быть как можно более низким, чтобы сохранить характеристики отношения сигнал / шум и переходного шума AD7685, но помните, что блок усиления усиливает и сигнал, и шум вместе. Чтобы поддерживать одинаковый уровень шума до и после блока усиления, нам нужно выбрать усилитель и компоненты, которые имеют гораздо более низкий уровень шума.Драйвер также должен иметь характеристики THD, соизмеримые с AD7685, и должен устанавливать шаг полной шкалы на конденсаторной матрице АЦП на уровне 16 бит (0,0015%). Шум, исходящий от усилителя, может быть дополнительно отфильтрован внешним фильтром.
Какой допустимый уровень шума на входе операционного усилителя? Помните, что нам необходимо разработать комплексное решение, плотность шума которого не превышает 416 нВ / rt-Гц. Мы должны разработать блок усиления, который имеет гораздо более низкий уровень шума, скажем, в 10 раз, поскольку мы увеличиваем его в 10 раз.Это гарантирует, что шум от усилителя будет намного меньше минимального уровня шума датчика. Чтобы вычислить запас по шуму, мы можем грубо предположить, что шум на входе операционного усилителя — это общий шум операционного усилителя плюс шум АЦП.
Шаг 5: Найдите лучший усилитель и спроектируйте блок усиления
Первым порядком выбора операционного усилителя после определения ширины полосы входного сигнала является выбор операционного усилителя, который имеет приемлемое произведение коэффициента усиления и ширины полосы (GBWP) и который может обрабатывать этот сигнал с минимальным количеством ошибок постоянного и переменного тока.Чтобы получить наилучшее произведение коэффициента усиления на полосу пропускания, требуются ширина полосы сигнала, коэффициент усиления шума и ошибка усиления. Все эти термины определены ниже. В качестве ориентира выберите усилитель с полосой усиления, превышающей полосу пропускания входного сигнала более чем в 100 раз, если вы хотите, чтобы ошибка усиления не превышала 0,1%. Кроме того, нам нужен усилитель, который быстро настраивается и имеет хорошие приводные характеристики. Помните, что наш баланс шума требует, чтобы общий шум на входе операционного усилителя был менее 40,8 нВ / √Гц, в то время как АЦП указывает 7.9 нВ / √Гц. Подводя итог критериям поиска для операционного усилителя: UGBW> 1 МГц, одиночный источник питания 5 В, хорошие характеристики шума напряжения, шума тока и THD, низкие ошибки постоянного тока, чтобы не ухудшать характеристики АЦП.
Используя аналогичный подход к поиску АЦП, для нашего примера выбран AD8641. Маломощные прецизионные входные усилители с полевыми транзисторами на полевых транзисторах AD8641 отличаются чрезвычайно низким входным током смещения и выходом типа rail-to-rail, который может работать с питанием от 5 В до 26 В. Соответствующие характеристики приведены в таблице ниже.Мы можем настроить операционный усилитель в неинвертирующей конфигурации со значениями компонентов, указанными в таблице.
| Компонент | Значение |
| R1 | 1,47 кОм |
| R2 | 13,3 кОм |
| R3 | 1,47 кОм |
| En | 28.5 нВ / √Гц |
| В | 50 фА / √Гц |
| Cf | 0,47 нФ |
Рисунок 3. Полное решение.
Все активные и пассивные компоненты сами по себе создают шум, поэтому важно выбирать компоненты, не снижающие производительность. Например, расточительно покупать малошумящий операционный усилитель и окружать его большими резисторами. Помните, что резистор сопротивлением 1 кОм имеет шум 4 нВ.
Как упоминалось ранее, между АЦП и этим блоком усиления можно использовать дополнительный RC-фильтр, который должен помочь в сужении полосы пропускания и улучшении отношения сигнал / шум.
Шаг 6. Сравните общий уровень шума решения с вашими проектными целями
Чрезвычайно важно хорошо понимать все источники ошибок в разработанной схеме. Чтобы достичь наилучшего отношения сигнал / шум, нам нужно написать общее уравнение шума для вышеуказанного решения. Это показано в уравнении ниже.
Мы можем рассчитать общий шум на входе операционного усилителя и убедиться, что он меньше 41.6 нВ / √Гц, как мы и планировали.
Чтобы интегрировать общий шум по всей полосе пропускания, мы можем увидеть, что общий шум на входе АЦП по полосе пропускания фильтра составляет 3,05 мкВ, что меньше требуемого в нашей конструкции 4,16 мкВ. Низкочастотный шум (1 / f) в этом случае игнорируется, поскольку граничная частота AD8641 ниже 100 Гц.
Поддержание хорошего отношения сигнал / шум требует внимания к шуму каждого элемента на пути прохождения сигнала и хорошей компоновки печатной платы.Избегайте прокладки цифровых линий под любым АЦП, потому что они создают помехи на кристалле, если только заземляющая пластина под АЦП не используется в качестве экрана. Сигналы быстрого переключения, такие как CNV или часы, никогда не должны проходить рядом с трактами аналоговых сигналов. Следует избегать кроссовера цифровых и аналоговых сигналов.
Шаг 7: Запустите моделирование и подтвердите
Использование макромоделей PSpice, загружаемых с сайта ADI, может быть хорошей отправной точкой для проверки любой схемы. Быстрое моделирование показывает полосу пропускания сигнала, для которой мы разработали наше решение.На рисунке 4 показан отклик до и после дополнительного RC-фильтра на входе AD7685.
Рисунок 4. Моделирование полосы пропускания схемы на рисунке 3.
Как показано на рисунке 5, общий выходной шум в полосе пропускания 10 кГц близок к среднеквадратичному значению 31 мкВ. Это меньше проектного целевого значения 41 мкВ (среднеквадратичное значение). Необходимо создать стендовые прототипы, и все решение должно пройти валидацию перед запуском в производство.
Рисунок 5. Моделирование шумовой реакции схемы на Рисунке 3.
Сводка
В современных конструкциях с низким энергопотреблением и экономичностью многие системы не могут позволить себе самые дорогие детали и не могут позволить себе более высокое энергопотребление, чем детали с низким уровнем шума. Чтобы достичь минимального уровня шума и наилучших характеристик схемы преобразования сигнала, разработчики должны понимать источники шума на уровне компонентов. Поддержание хорошего отношения сигнал / шум требует внимания к шуму каждого элемента на пути прохождения сигнала. Следуя вышеуказанным шагам, можно успешно обработать слабый аналоговый сигнал и преобразовать его с помощью АЦП очень высокого разрешения.
Рекомендации
1. Указания по применению AN-202, Руководство пользователя усилителя IC по развязке, заземлению и исправлению положения при изменении . Аналоговые устройства.
2. Рекомендации по применению AN-347, Как исключить помехи типа помех, что делать и зачем это делать — рациональный подход . Аналоговые устройства.
3. Барроу Дж. И А. Пол Брокоу. 1989. «Заземление для низко- и высокочастотных цепей», Analog Dialogue .(23-3) Аналоговые устройства.
4. Семинар: Оптимизация шума в схемах формирования сигналов датчиков, Часть 1.
5. Семинар: Оптимизация шума в схемах формирования сигнала датчика, Часть 2.
part_2_ref_F
% PDF-1.6 % 222 0 объект > эндобдж 221 0 объект > эндобдж 216 0 объект > эндобдж 223 0 объект > поток 1996-09-03T18: 04: 05ZFrameMaker 5.5.6.2007-10-01T13: 34: 12-04: 002007-10-01T13: 34: 12-04: 00Acrobat Distiller Command 3.01 для приложения Solaris 2.3 и новее (SPARC) / pdf
‘q «$ Kb @ R ~} zKsC> ju7Z5jTῡ
e) # l6j) J8Mb ڝ 舿 ݞ g_o flN} 7eZN { U7vu? | Ml [,> m ݽ vu5A2 ֣ + ALC => A ~ oMU + Զ ֦ 26 As] VwƞÞ «̉β \ ~ 6X ߶1 AO7G}? NcsvB N Yq _m $ U {COHz726 | 3] zrq |: A} + {c% xdK \ * z \ k «ـ6 NeNg1; rjDFCTHȗPc`, 8H6eNfG ۙ V = Di.q1Mk ”T qq’ag64m *
Преобразование видео и сигналов, часть 1
В предыдущих статьях я рассмотрел мультивьюверы, маршрутизаторы и некоторые конкретные темы о конденсаторах связи по переменному току, эволюции модулей SFP и теории оптоволокна. Один важный аспект, который я еще не затронул, — это конверсия.
В идеальном мире интерфейсы и стандарты взаимодействовали бы плавно и идеально. К сожалению, это не так, и, руководствуясь историей, новые достижения в области технологий сохранят эту ситуацию.Ключевым требованием к компонентам является то, что SFP обеспечивает абсолютную совместимость. Простая корзина SFP позволяет легко переключаться между несколькими модулями, объединяющими большое количество стандартов.
Эта статья посвящена функции конвертации, широкой теме. Для этих функций существует множество вариантов. Существуют продукты для стоек, продукты на основе карт, продукты с электронными ключами и, конечно же, продукты SFP.
Поскольку эта тема очень глубока, она будет разделена на две части. Этот первый раздел включает введение в преобразование сигнала в отличие от преобразования формата / видео.Мы рассмотрим способы преобразования электрических и оптических сигналов. В этой статье также будут рассмотрены основные методы преобразования стандартов видео.
Во второй части мы рассмотрим реализации преобразователей графических форматов; VGA, DVI, HDMI и другие; а также знакомые системы повышения / понижения / кросс-преобразования.
Diversity
Существует так много вариантов функций, производительности и упаковки преобразователя, что невозможно описать все функции и детали в одной статье.Быстрый обзор рынка показал бы, что пользователи предпочитают модульные или клеевые продукты. Хотя им может потребоваться время для перенастройки кабелей и настроек микропрограмм, их проще обновить, чем продукты, устанавливаемые в стойку, и, как правило, они также дешевле. По мере изменения требований к производству и обработке видео, функции преобразования также могут измениться. Обновление до более совершенных функций и возможностей — это бесконечный процесс; нет ничего идеального.
Оптический преобразователь
Оптический преобразователь обычно предназначен для видеосигналов со скоростью 270 Мбит / с, 1.5 Гбит / с и 3 Гбит / с, а вскоре 6 Гбит / с и 11,88 Гбит / с (10G-SDI), но они могут поддерживать скорости передачи данных от 15 Мбит / с до 11,88 Гбит / с в зависимости от конфигурации внутренних блоков обработки сигналов. (См. Рисунок 1.)
Рисунок 1. Электрооптический трансивер-преобразователь. Изображения любезно предоставлены Embrionix
Это простейший преобразователь оптических сигналов в электрические и из электрических в оптические. Основные блоки для преобразователя электричества в оптический:
- Драйвер лазера. Электрические цифровые сигналы подают в драйвер лазера, генерируя выходные токи, которые смещают лазер для получения правильной средней выходной мощности и модулируют лазер для генерации цифровых единиц и нулей.Патологический видеосигнал имеет большую составляющую постоянного тока, поэтому очень важно иметь драйвер лазера, который поддерживает эту несбалансированную схему мощности. (См. Рис. 2.)
- Лазер или светодиод. Это устройство преобразует электрические токи в фотоны или свет. Оптическая выходная мощность прямо пропорциональна текущему уровню. Статья, подробно описывающая физику этого преобразования, будет опубликована позже в Broadcast Engineering.
Рис. 2. Патологический сигнал (см. «Описание эффектов блокирующего конденсатора», журнал Broadcast Engineering, август 2011 г.)
Для оптико-электрического преобразователя используются следующие блоки:
- Фотодиод. Он принимает фотоны и преобразует их в выходной электрический ток.
- Трансимпедансный усилитель (TIA). Он преобразует ток фотодиода в выходное напряжение, которое питает ограничивающий усилитель. Ток фотодиода небольшой; это может быть только в диапазоне пико-усилителей. TIA преобразует этот ток в напряжение и усиливает сигнал, но коэффициент усиления рассчитан таким образом, чтобы на выходе TIA не было искажений. Усилитель-ограничитель с высоким коэффициентом усиления преобразует выходной сигнал TIA низкого уровня в цифровые единицы и нули.
Эта обработка необходима для обеспечения работы без искажений даже с патологическим видеосигналом. Для уменьшения джиттера в усовершенствованные оптические преобразователи встроены реклокеры непосредственно перед драйвером лазера или сразу после усилителя-ограничителя. Это уменьшает джиттер для достижения наилучшего качества сигнала и минимально возможной частоты ошибок по битам.
Функции диагностики, такие как измерение джиттера или анализ глазковой диаграммы, могут быть включены вместе с возможностью обработки изображений и сигналов.Эти расширенные функции доступны в качестве опций в некоторых SFP, обеспечивая инженерам ненавязчивый мониторинг качества сигнала в реальном времени и состояние на границе их сети распределения сигналов. Инженеры могут просматривать все сигналы в студии и точно знать, где может произойти сбой.
Конвертеры видеостандартов
Конвертеры видеостандартов охватывают широкий диапазон форматов: NTSC, PAL, чересстрочную и прогрессивную развертку, а также форматы компьютерной графики в дополнение к различным каналам передачи сигналов, таким как DVI, HDMI, USB, DisplayPort и Thunderbolt.И даже этот список — подмножество существующего оборудования. Развитие технологий и конвергенция мирового видеорынка привели к необходимости перепрофилировать видеоресурсы, которые могли быть получены из любой части мира, с видеокамеры или компьютера, для приложения, которое будет работать в другой части мира. , просматриваемые другим монитором, сохраняемые на компьютерном диске или любую их комбинацию.
Хорошим примером является составной видеосигнал основной полосы частот (CVBS) NTSC или PAL для цифрового декодера, иногда называемый аналого-цифровым преобразователем видео или просто преобразователем.Формат CVBS использовался больше лет, чем другие современные форматы, за десятилетия до SDI или любого другого цифрового формата. Первоначальный цифровой переход начался почти 20 лет назад, но некоторые студии и производственные мощности все еще имеют большое количество каналов CVBS, сигналов и магнитных лент.
Сегодня почти каждый видеосигнал передается конечному зрителю в цифровом виде. Производство видео цифровое, а воспроизведение — цифровое. Но эти устаревшие сигналы CVBS и ленточные ресурсы должны быть преобразованы в цифровые для совместимости с новой цифровой инфраструктурой.
Какие параметры важны в аналого-цифровом преобразователе? Судя по приложению, некоторые из них важнее других. Обычно выбор делается для разрешения (8, 10 или 12 бит), линейности (дифференциальное усиление и дифференциальная фаза), цветности, яркости, усиления, оттенка и яркости, которые важны почти в каждом приложении для сохранения исходного качества изображения. Длинный или неисправный коаксиальный кабель может серьезно ухудшить качество изображения сигнала CVBS, равно как и плохие фильтры и микросхемы преобразователя.Сегодня цифровая передача видео создает гораздо меньше артефактов изображения, чем аналоговая модуляция. Но точные фильтры сглаживания, линейные преобразователи и небольшая дифференциальная задержка между яркостью и цветностью или ее отсутствие вообще — это все еще требования для высококачественного эфирного изображения.
Современная полупроводниковая технология позволяет создавать действительно небольшие преобразователи. Например, один SFP для CVBS включает два независимых преобразователя в одном пакете SFP. (См. Рис. 3.) Эти полнофункциональные микросхемы преобразователя объединяют больше функций в меньшее пространство с меньшим энергопотреблением, чем некоторые модульные продукты и преобразователи на основе карт.
Рисунок 3. Аналого-цифровой и цифро-аналоговый преобразователь CVBS с SDI I / O
Основные блоки:
- Аналого-цифровой преобразователь. Этот критический блок включает фильтрацию аналогового сигнала. Этот чип также контролирует разрешение, линейность и аналоговый шум. Плохо спроектированный полупроводник отрицательно сказывается на общей производительности. Композитное преобразование в NTSC или PAL по-прежнему является распространенной функцией. В то время как компонентные сигналы RGB все еще используются, форматы компьютерной графики быстро сокращают их использование.Одновременно DVI, HDMI и другие виды транспорта для цифрового видео заменили три коаксиальных кабеля систем RGB одним кабелем, хотя и с несколькими витыми парами внутри.
- Обработка изображений. Этот блок может выполнять такие функции, как деэмбедирование звука, анализ звука, анализ видео, коррекция временной развертки и т. Д.
- SDI-сериализатор. Этот блок преобразует параллельные данные из A / D в последовательные данные. Он принимает 10-битные или 20-битные видеослова, а также необходимую синхронизацию и вспомогательную информацию, такую как аудиоданные, или метаданные для конкретного сигнала, такие как TRS, EAV и SAV.Он добавляет данные кадрирования и преобразует параллельные данные в последовательные. Поскольку последовательные данные синхронизируются, скремблер данных используется для уменьшения содержимого постоянного тока, а затем используется кодирование канала NRZI для обеспечения обратимости данных.
- Цифро-аналоговый преобразователь. Этот блок принимает цифровые данные параллельно в дополнение к сигналам синхронизации и кадрирования видео. Он преобразует его в аналоговый композитный или компонентный сигнал. Он мог использовать разрешение 8, 10 или 12 бит. Цифро-аналоговое преобразование или кодирование видео намного проще реализовать, чем аналого-цифровое, поэтому этот блок менее критичен, чем в декодере.
- Десериализатор SDI. Это противоположность сериализатору. Он принимает последовательный сигнал, восстанавливает кадрирование, десериализует данные и выводит данные в параллельных словах (10 или 20 бит). Сложность и миниатюризация полупроводников позволяет этому блоку устранять встраивание аудиосигналов, обеспечивать выходные сигналы синхронизации, анализировать ошибки CRC, извлекать другие метаданные и предоставлять флаги состояния и информацию о самом видеосигнале.
На этом завершается первая часть этой серии.Обязательно посетите веб-версию этой статьи, поскольку в ней есть ссылки на предыдущие учебные пособия по цифровому видеосигналу. Вторая часть этой статьи будет опубликована в апрельском номере Broadcast Engineering.
— Рено Лавуа — президент и главный исполнительный директор Embrionix.
Преобразование частоты микроволнового сигнала без постоянного тока смещения с использованием наноразмерных магнитных туннельных переходов
Для преобразования частоты мы используем экспериментальную конфигурацию, показанную на рис.1 (б). Мы размещаем соленоидную антенну прямо над поверхностью устройства, как показано на рис. 1 (c, d). Соленоид имеет три витка диаметром 1 мм и длиной 1,2 мм, изготовленных из медной проволоки диаметром 0,4 мм. Мы вводим микроволновую мощность в соленоид с помощью генератора микроволнового сигнала (Agilent E8257D). Соленоид передает микроволновую энергию на устройство по беспроводной связи через электромагнитную связь с копланарными электродами, прикрепленными к устройству (см. Вставку на рис. 1 (d)). Затем соленоид по беспроводной связи индуцирует микроволновый ток, который течет через магнитный туннельный переход.Частота входного сигнала составляет 3,5 ГГц, что обеспечивает максимальную передачу от соленоида к устройству. Соленоид также создает слабое микроволновое магнитное поле, в основном ориентированное перпендикулярно поверхности устройства. Одновременно с подачей микроволновой мощности в устройство мы используем электромагнит (ассоциаты GMW) для приложения внешнего магнитного поля вдоль жесткой оси в плоскости. Подвод микроволновой мощности одновременно с внешним магнитным полем приводит к прецессии свободного магнитного слоя 15 с максимальными колебаниями сопротивления.Прецессия свободного слоя в сочетании с индуцированным СВЧ-сигналом генерирует электромагнитный сигнал на СВЧ-частоте на выводах генератора. Детектируем сигнал от устройства с помощью немагнитного пикозонда (10-50 / 30-125-BeCu-2-R-200, GGB Industries). Мы используем тройник смещения (Pasternack, PE1604) для извлечения СВЧ-сигнала на выходе устройства через емкостной порт. Усилитель с низким уровнем шума (Pasternack PE15A3005, усиление = 32 дБ и входное сопротивление = 50 Ом) усиливает выходной сигнал устройства.Мы анализируем усиленный выходной сигнал с помощью анализатора спектра (Agilent 8564 EC). Измерение передачи между генератором сигналов и анализатором спектра показывает локальный максимум -20 дБ на частоте 3,5 ГГц. Кроме того, мы используем тройник смещения для измерения составляющей постоянного напряжения сигнала, генерируемого устройством с помощью индуктивного порта.
Рисунок 1( a ) Схема устройства магнитного туннельного перехода наностолбиков в нанометровом масштабе. Цифры в скобках — толщина слоя в нанометрах.( b ) Схема микроволновой цепи, используемой для измерения спектральной плотности мощности и прямого измерения напряжения от устройства. ( c ) Изображение установки, показывающее наноразмерный магнитный туннельный кристалл и соленоид. ( d ) Увеличение наноразмерного магнитного туннельного перехода, подключенного к микрозонду с катушкой выше. Микрозонд и контактные площадки вместе с наноразмерным магнитным туннельным переходом образуют эффективный соединитель.
Сначала мы охарактеризуем наноразмерный магнитный туннельный переход (рис.1 (а)) путем подачи постоянного входного тока для определения его спектрального выхода. Мы вводим постоянный ток с внешнего источника питания и контролируем выходную микроволновую мощность с помощью анализатора микроволнового спектра. На рисунке 2 показана спектральная плотность мощности на выходе устройства как функция магнитного поля, где мы прикладываем магнитное поле вдоль плоской (жесткой) оси и вводим входной ток 100 мкА. Режим средних колебаний имеет настраиваемость положительного магнитного поля 0,1 ГГц / мТл. Мы также наблюдаем режим колебаний второго порядка на более высокой частоте, но его амплитуда примерно на 20 дБ меньше, чем амплитуда основной моды.
Рисунок 2Спектральная плотность мощности, измеренная в дБмВт сигнала от наноразмерного магнитного туннельного перехода для постоянного тока 100 мкА.
Далее снимаем постоянный ток и работаем при нулевом смещении устройства. В таблице 1 приведены эксперименты, проведенные в этой статье. Сначала мы по беспроводной сети вводим микроволновый входной ток на частоте 3,5 ГГц в устройство через соленоид (эксперимент I). Мы возбуждаем соленоид, используя входную мощность 23 дБм, и размещаем его на расстоянии 0.5 мм от устройства. Соленоид индуцирует микроволновый ток, но он также создает микроволновое магнитное поле, которое складывается со статическим магнитным полем. Однако для входной мощности 23 дБм величина микроволнового магнитного поля порядка микротесласа, что является незначительным магнитным полем по сравнению со статическим магнитным полем в десятки миллитес. На рис. 3 (а) показан измеренный выходной микроволновый спектр устройства в зависимости от приложенного статического магнитного поля. Мы наблюдаем сигнал на частоте возбуждения вместе с двумя ветвями, соответствующими частотам, преобразованным с повышением частоты и преобразованным с понижением частоты.Две ветви расположены симметрично относительно частоты возбуждения. На рис. 3 (b) показана разность частот между верхней и нижней ветвями и частотой возбуждения, а также собственная частота устройства, измеренная на рис. 2. Различия частот полностью перекрываются с собственной частотой устройства, что позволяет предположить, что они индуцируется смешением между микроволновым сигналом, индуцированным беспроводным способом, и режимом собственных колебаний устройства, как и следовало ожидать из концепций, описанных в разделе «Методы».В то время как нижняя ветвь может быть объяснена смешением частот режима собственных колебаний устройства и входного микроволнового сигнала, верхняя ветвь возвращается вниз, когда внешнее магнитное поле превышает 66 мТл, этот эффект нельзя объяснить тем же смешением частот. . Если намагниченности свободного и закрепленного слоев наноразмерного устройства магнитного туннельного перехода почти коллинеарны, также будут возникать колебания сопротивления с частотой, равной удвоенной частоте режима собственных колебаний, что создаст дополнительные ветви.Другое возможное объяснение состоит в том, что режим колебаний более высокого порядка от генератора сигналов эффективно передается соленоидом на устройство. Поскольку некоторые компоненты в установке, такие как тройник смещения, ограничены частотами менее 7 ГГц, мы выполнили численное моделирование соленоида в CST Microwave Studio (Computer Simulation Technology Inc.). Численное моделирование показывает максимальную передачу микроволновых сигналов на частоте 11 ГГц, близкую к режиму колебаний третьего порядка генератора сигналов (10.5 ГГц). Отметим, что мы получаем эти смешанные сигналы без внешнего тока смещения. Мы генерируем все сигналы путем беспроводного возбуждения устройства с помощью микроволн.
Таблица 1 Сводка экспериментов, проведенных в этой работе. Рисунок 3( a ) Выходной микроволновый спектр устройства, измеренный в дБмВт, как функция приложенного магнитного поля. ( b ) Разность частот между верхней (красная линия) и нижней (зеленая линия) ветвями и частотой возбуждения вместе с собственной частотой (черная линия) устройства ( c ) Выходной спектральный спектр мощности при 31 мТл и 23 дБм для разных частот возбуждения.( d ) Пиковая мощность для нижней (черная линия) и верхней (красная линия) ветви для 31 мТл и 3,5 ГГц при разных амплитудах возбуждения.
Чтобы исследовать зависимость эффекта смешения частот, мы проверяем частоту микроволнового сигнала, вводимого в соленоид по беспроводной связи (эксперимент II). На рисунке 3 (c) показан спектральный выходной сигнал как функция входной частоты, где мы используем входную мощность 23 дБмВт на соленоид и внешнее магнитное поле 31 мТл. Когда мы изменяем входную частоту, мы наблюдаем сдвиг боковых полос.Боковые полосы с преобразованием частоты всегда симметричны относительно входной частоты, а их разность равна собственной частоте устройства (1,5 ГГц при 31 мТл). Это измерение подтверждает утверждение, что боковые полосы образуются путем смешения частот собственных колебаний устройства с входным микроволновым сигналом. Мощность боковой полосы максимальна, когда несущая частота близка к 3,5 ГГц, что соответствует максимальной частоте передачи между соленоидом и устройством.В то время как мощность боковой полосы изменяется на разных частотах в результате профиля передачи, боковые полосы присутствуют для любой входной частоты, демонстрируя широкополосный характер процесса преобразования частоты.
Далее мы исследуем зависимость процесса преобразования частоты от входной мощности микроволн (эксперимент III). На рисунке 3 (d) показана максимальная выходная мощность двух боковых полос, измеренная по спектральному выходному сигналу при разных входных мощностях, когда частота возбуждения равна 3.5 ГГц и внешнее магнитное поле 31 мТл. Мощность двух боковых полос постепенно увеличивается с амплитудой входной мощности и сохраняется даже при входных мощностях ниже -10 дБмВт. Для входной мощности соленоида –10 дБмВт, по нашим оценкам, микроволновая мощность, индуцированная в наноразмерном магнитном туннельном переходе, составила –21 дБмВт. Эти результаты демонстрируют, что процесс частотного смешения может работать при чрезвычайно низких входных мощностях.
На рис. 3 (а) мы видим, что при 66 мТл нижняя ветвь достигает частот постоянного тока, потому что частота сигнала совпадает с частотой колебаний свободного слоя 16 .В этом рабочем состоянии устройство может работать как выпрямитель без смещения, который преобразует микроволновые сигналы в напряжение постоянного тока. На рисунке 4 (а) показано постоянное напряжение, измеренное на устройстве, как функция внешних магнитных полей с использованием входного сигнала 23 дБмВт (эксперимент IV). В более низких магнитных полях мы достигаем широкополосного выпрямления 2 мВ, но при 66 мТл мы получаем сильное отрицательное напряжение -12 мВ. Мы получили аналогичные результаты при снятии соленоида для беспроводного возбуждения и выходе из устройства путем прямого ввода микроволнового тока.В обоих случаях поломка устройства была ограничивающим фактором, который не позволил нам достичь более высоких напряжений. На рис. 4 (б) показана амплитуда выпрямленного напряжения как функция расстояний между соленоидом и устройством (эксперимент V). Постоянное напряжение уменьшается с увеличением расстояния между соленоидом и устройством. Мы наблюдаем постоянное напряжение, возникающее в устройстве для беспроводного возбуждения с расстояний до 15 мм.
Рисунок 4( a ) Выпрямленное напряжение при различных внешних магнитных полях.( b ) Выпрямленное напряжение для 66 мТл и различных расстояний между электромагнитной антенной и устройством спинтроника.
Эффективная передача оцифрованного сигнала GPS для IoT-сервисов с высокой временной точностью.
Aijaz A, Aghvami AH (2015) Когнитивная межмашинная связь для Интернета вещей: перспектива стека протоколов. IEEE Internet Things J 2 (2): 103–112
Статья Google Scholar
Арменио Ф, Бартель Х, Дитрих П., Дукер Дж., Флеркемайер С., Гарретт Дж., Харрисон М., Хоган Б., Мицуги Дж., Прейшубер-Пфлюегл Дж. И др. (2009) Версия каркаса архитектуры EPCglobal, версия 1: 3
Eidson J, Lee K (2002) Стандарт IEEE 1588 для протокола точной синхронизации часов для сетевых систем измерения и управления. В: IEEE Sensors for Industry Conference (ISA), pp 98–105
Elson J, Girod L, Estrin D (2002) Детализированная сетевая синхронизация времени с использованием эталонных широковещательных рассылок.ACM SIGOPS Oper Syst Rev 36 (SI): 147–163
Статья Google Scholar
Gamage PA, Nirmalathas A, Lim C, Novak D, Waterhouse R (2008) Экспериментальная демонстрация цифровой передачи RF по оптоволоконным каналам. В: Международное тематическое совещание IEEE по микроволновой фотонике, проведенное совместно с Азиатско-Тихоокеанской конференцией по микроволновой фотонике (mwp / apmp), стр. 15–18
Guo H, Crossley P (2017) Дизайн системы синхронизации времени на основе GPS и IEEE 1588 для передающих подстанций.IEEE Trans Power Deliv 32 (4): 2091–2100
Статья Google Scholar
Huang YM, Hsieh MY, Chao HC, Hung SH, Park JH (2009) Повсеместный безопасный доступ к иерархической архитектуре мониторинга здравоохранения на основе датчиков в беспроводных гетерогенных сетях. IEEE J Sel Areas Commun 27 (4): 400–411
Статья Google Scholar
Hui L, Wang KM, Chen YH, Hung FY (2018) Имитационный анализ эффективности поиска при пожаротушении на основе информации.Int J Soc Humanist Comput 3 (1): 20–33
Статья Google Scholar
IEC (2003) Коммуникационные сети и системы на подстанциях — часть 5: требования к коммуникациям для функций и моделей устройств. Стандарт МЭК 61850-5
IEEE (2014) Локальные и городские сети: обзор и архитектура. Стандарт IEEE 802-2014 (пересмотр IEEE Std 802-2001)
Kum SW, Kang M, Park JI (2016) Делегат IoT: структура умного дома для совместной работы гетерогенных IoT-сервисов.KSII Trans Internet Inf Syst 10 (8): 3958–3971
Google Scholar
Лим К., Ян Й., Нирмалатас А. (2014) Транспортные схемы для волоконно-беспроводной технологии: производительность передачи и энергоэффективность. Фотоника 1: 67–82
Статья Google Scholar
Lv J, Yuan X, Li H (2011) Новая архитектура синхронизации часов сети для Интернета вещей.In: International Conference on Information Science and Technology (ICIST), pp 685–688
MacDoran PF, Feuerstein RJ, Schreiner WS (1992) Передача сигналов с расширенным спектром GPS по оптоволоконным каналам. IEEE Trans Geosci Remote Sens 30 (5): 1073–1076
Статья Google Scholar
Macias-Valadez D, Santerre R, LaRochelle S, Landry Jr R (2009) Архитектура GPS по оптоволокну с мониторингом относительной задержки кабеля для высокоточных приложений GPS.In: International Technical Meeting of the Satellite Division of the Institute of Navigation (ION GNSS), pp 622–634
Maróti M, Kusy B, Simon G, Lédeczi Á (2004) Протокол синхронизации времени наводнения. В: 2-я Международная конференция по встроенным сетевым сенсорным системам, стр. 39–49
Миллс Д.Л. (1994) Прецизионная синхронизация часов компьютерной сети. ACM SIGCOMM Comput Commun Rev 24 (2): 28–43
Статья Google Scholar
Ngóma A (2005) Технология радио по оптоволокну для систем широкополосной беспроводной связи. Technische Universiteit Eindhoven
Новак Д., Уотерхаус Р. Б., Нирмалатас А., Лим С., Гамейдж П. А., Кларк Т. Р., Деннис М. Л., Нанзер Дж. А. (2016) Технологии радио по оптоволокну для новых беспроводных систем. IEEE J Quantum Electron 52 (1): 1–11
Статья Google Scholar
