Zpracování a digitalizace analogových signálů

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra měření

Anotace:

Předmět seznamuje studenty s metodami zpracování, digitalizace a rekonstrukce spojitých signálů. Důraz je kladen na metody, umožňující dosažení vysoké přesnosti přenosu a potlačení rušivých signálů. Laboratorní výuka je koncipována zčásti formou klasických úloh, zčásti samostatného projektu návrhu typického systému sběru dat. Výuka je podporována počítačovým návrhem a simulací měřicích obvodů.

Požadavky:

Osnova přednášek:

1. Typy operačních zesilovačů, jejich parametry, teorie zpětné vazby, základní zapojení zesilovačů

2. Zesilovače napětí a proudu, integrační a nábojové zesilovače, rozdílové a přístrojové zesilovače

3. Zpracování signálů odporových, kapacitních a induktivních snímačů

4. Zpracování signálů snímačů teploty, obvody odporových, polovodičových a termočlánkových snímačů

5. Nelineární metody zpracování signálů, logaritmické, exponenciální zesilovače, násobičky

6. Převodníky neharmonických signálů, převodníky střední, efektivní a maximální hodnoty

7. Metody filtrace analogových signálů, analogové a spínané aktivní filtry

8. Spínací a vzorkovací obvody, referenční zdroje napětí, typy, vlastnosti, použití

9. Digitalizace a rekonstrukce spojitých signálů, vzorkování, kvantování, kódování, rekonstrukce signálu

10. Metody digitalizace rychlých signálů, paralelní, kaskádní, aproximační A/D převodníky, způsoby zápisu dat

11. Metody digitalizace signálů s vysokou rozlišitelností, integrační, ??? A/D převodníky, využití přídavného signálu

12. Převodníky napětí kmitočet, zmenšeni kvantizačni chyby číslicového měření frekvence a časových intervalů

13. Metody potlačení rušivých signálů, elmg. stínění, zemnění, izolace signálů, napájení obvodů

14. Počítačový návrh a simulace vlastností měřicích obvodů, prostředky návrhu, praktická omezení

Osnova cvičení:

1. Úvod, organizace, ovládání a vlastnosti simulačního programu

2. Obvody odporových můstků

3. Obvody kapacitních snímačů

4. Obvody odporových snímačů teploty

5. Obvody termočlánků

6. Filtrační obvody

7. Vzorkovací obvody a multiplexery

8. Převodníky U/f a f/U

9. Sigma-delta modulace

10. Projekt - návrh a simulace systému pro zpracování a digitalizaci signálu, specifikace

11. Projekt - obvody analogového předzpracování signálů

12. Projekt - vzorkovací, spínací a filtrační obvody

13. Projekt - obvody digitalizace signálu

14. Zápočet

Cíle studia:

Studijní materiály:

1. Vedral, J., Fischer, J.: Elektronické obvody pro měřicí techniku. Skripta ČVUT, Praha 2004, ISBN 80-01-02966-2

2. Pallas Areny, Webster, J.G.: Sensor and Signal Conditioning. John Wiley Sons, 2001, ISBN 0-471-3323-1

3. Tietze, U., Schenk, Ch.: Electronic Circuits, Design and Applications. Springer Verlag 2002, ISBN 3-540-42849-6

4. Horowitz, W.,Hill, P.: The Art of Electronic. Cambridge University Press, 2001

Poznámka:

http://measure/cs/vyuka/predmety/x38zds

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Kybernetika a měření - měřicí a přístrojové systémy- strukturované studium (povinný předmět)