Сравнение аналоговой и цифровой аппаратуры

При сравнении аналоговой и цифровой измеряющей аппаратуры необходимо предварительно рассмотреть аспекты, которые имеют отношение к этапам преобразования аналоговых сигналов в цифровые. Обратная операция, цифроаналоговое преобразование (ЦАП), менее важна для измерительной аппаратуры [15, 49]. Такая аппаратура иногда используется для стыковки отдельной аналоговой аппаратуры с предшествующей цифровой аппаратурой, напрнмер аналогового измерителя частоты со схемами обработки счета фотонов. Цифровые величины, пригодные для дальнейшей обработки, обычно получаются 1) в методах счета фотонов с использованием быстродействующих импульсных стандартизующих и подсчитывающих или синхронизирующих схем, 2) ири амплитудно-импульсном и аналого-цифровом преобразовании формы сигнала. В литературе можно найти обширную информацию как по первому [15—18, 36, 45—48], так и по второму [15—18, 25, 49] вопросу. Основные аспекты техники счета фотонов были рассмотрены в разд. 7.5.2, а некоторые из них, имеющие отношение к амплитудно-импульсному преобразованию, описаны в разд 7.2.5 и [c.528]

В этой главе будет рассмотрено применение Э ВМ для управ ния, сбора и обработки данных. В литературе имеются лишь беглые упоминания об использовании для этих целей аналоговых машин, которые нашли лишь ограниченное применение в аналитической химии из-за недостаточной универсальности, точности, объема памяти и низких возможностей программирования по сравнению с цифровыми ЭВМ. Следует подчеркнуть, что преобразование сигнала в цифровую форму (дискретизация) не приводит к увеличению его точности. Если скорость преобразования недостаточно велика, то может наблюдаться значительное ухудшение качества сигнала и, кроме того, быстродействующий аналого-цифровой преобразователь (АЦП) может давать высокочастотный шум, которого не было в исходном аьа-логовом сигнале. Это вызывает необходимость сглаживания дискретного сигнала либо с помощью специальной аппаратуры, либо путем использования соответствующей программы. Приборы, специально не предназначенные для совместной работы с ЭВМ, часто дают значительный шум и их применение в системах с ЭВМ затруднено. Несмотря на эти ограничения цифровые системы благодаря своей универсальности нашли широкое применение в аналитической химии, и предполагается, что в конце 70-х годов все аналитические лаборатории будут оснащены системами с ЭВМ [1]. [c.353]

Входной и выходной сигналы фильтра являются цифровыми, так что в устройстве циркулируют только двоичные коды. Поскольку операция з ножения отсчетов цифрового сигнала на число иногда выполняется неточно за счет округлений или усечений произведений, в общем случае цифровое устройство неточно реализует заданную функцию, и выходной сигнал отличается от точного решения. Следует помнить, что в цифровом фильтре погрешность выходного сигнала не зависит от условий, в которых работает фильтр температуры, влажности и т.п. Кроме того, эта погрешность контролируема - ее можно уменьшить, увеличивая число разрядов, используемых для представления отсчетов цифровых сигналов. Именно этим определяются основные преимущества цифровых фильтров - высокая точность обработки сигналов и стабильность характеристик - по сравнению с аналоговыми и дискретными фильтрами. Строго говоря, цифровые фильтры представляют собой нелинейные устройства, к которым не следовало бы применять методы анализа и синтеза линейных систем. Однако число разрядов в кодах, циркулирующих в цифровых фильтрах, как правило, достаточно велико, чтобы сигналы могли считаться приблизительно дискретными, а фильтры -- линейно дискретными. Достоверность результатов измерений зависит от соотношения сигнал-шум, параметров помех, действующих в канале измерения, разрядности применяемой аппаратуры аналого-цифрового преобразования и качества алгоритмов последующей обработки результатов измерения. В настоящее время основным способом повышения достоверности результатов измерения является построение новых алгоритмов обработки цифровых отсчетов аналогового сигнала (цифровая фильтрация, спектральный анализ, адаптивные и оптимальные методы обработки). [c.144]

Не представляется возможным сделать абсолютный вывод о преимушествах цифровых электронных приборов и аппаратуры по сравненпю с аналоговыми электронными приборами или наоборот. Такого рода сравнение необходимо проводить в каждом отдельном измерении, причем в разные годы можно прийти к совершенно различным заключениям вследствие непрерывного научно-технического и технологического прогресса. Однако некоторые факты общего характера хорошо известны. Аппаратура, которая работает на основе цифровых величин, другими словами, на квантованных величинах, кодированных посредством прецизионных стандартных электрических сигналов, практически нечувствительна к недостаткам и ограничениям аналоговой аппаратуры и приборов [55] а) внутренним источникам шума и фона б) дрейфу нулевого уровня и коэффициента пересчета (коэффициента усиления) в) присущему ограничению максимальной переменной, необходимости различных шкал при проведении измерений в широком динамическом диапазоне, неточностям в коэффициенте калибровки шкал, внутреннему шуму, связанному со значением полной шкалы, и т. д., г) нелинейности д) ограниченному времени удерживания аналоговой памяти (утечка памяти, разд. 7.3.3), практически редко превышающему 1 с. [c.532]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология