Перешкода - нормальний вигляд

Перешкода нормального вигляду ен (рис. 128) виникає на вхідних затискачах ЦИП в основному за рахунок електромагнітних наведень ЄП1 і е 2 на опорах rl і рр ліній зв'язку між джерелом вимірюваного сигналу Ех і ЦВП.

Джерела перешкод нормального вигляду генерують електричні сигнали.

Джерелами перешкод нормального вигляду є елементи ланцюга каналу передачі інформації, які генерують електричні сигнали. перешкоди нормального вигляду можуть виникати в місцях з'єднання окремих ділянок ланцюга від термоеффектом і гальванічного взаємодії, в різних елементах ланцюга від теплового шуму, в джерелах корисних сигналів і різних підсилювачах каналу передачі від власних шумів, генерації і пульсації.

Компенсація перешкод нормального вигляду в каналі передачі аналогових сигналів здійснюється шляхом виділення перешкоди як змінної складової сигналу, інвертування сигналу перешкоди і віднімання її з сумарного сигналу.

Допустима амплітуда перешкоди нормального вигляду повинна бути не менше 0 1 хн.

Боротьба з перешкодами нормального вигляду промислової частоти 50 Гц в ЦВ врівноважує перетворення ведеться за допомогою фільтрів у вхідному ланцюзі. В якості фільтрів застосовуються подвійні Т - образні мости. Однак при цьому істотно знижується швидкодію ЦВ.

Для зменшення впливу перешкоди нормального вигляду при вимірюванні постійної напруги застосовують фільтрацію і інтегрування вхідного сигналу. Перешкода нормального вигляду стимулюється на вході приладу з вимірюваним сигналом і пригнічувати цю перешкоду значно важче, домогтися такого ж високого коефіцієнта придушення поки не вдається. Перешкоду нормального вигляду зменшують за допомогою фільтрації і інтегрування. Розглянемо способи придушення перешкоди нормального вигляду.

Основними методами боротьби з перешкодами нормального вигляду є: фільтрація, статистична обробка, компенсація і усереднення.

Основними методами боротьби з перешкодами нормального вигляду є фільтрація, статистична обробка, компенсація і усереднення. Використання низькочастотних З-фільтрів - найбільш простий метод, однак сильно знижує швидкодію ЦИП, тому застосовується толька в високоточних приладах з відносно малим швидкодією. Ступінь придушення перешкод визначається частотною характеристикою фільтра. Метод статистичної обробки вимагає складного обладнання та практичного застосування поки не знайшов. У методі компенсації потрібне створення окремого каналу для виділення перешкоди, яка потім з протилежним знаком подається в основний канал вимірювання для компенсації накладеної на вимірюваний сигнал перешкоди. Цей метод також досить складний і використовується вкрай рідко. Найбільш перспективним для ЦИП є метод усереднення перешкоди нормального вигляду за певний інтервал часу перетворення.

Для цифрових приладів нормують коефіцієнт придушення перешкод нормального виду, обумовлених наведеннями від промислової мережі для двох діапазонів частот: (/ном - А /ном) до (/ном. А /) і від 2 (/ом - - А /) до 2 (/ном А /); А /- відхилення частоти від номінального значення /ном 50 Гц. Крім того, окремо для перешкод постійного і змінного струму нормується коефіцієнт придушення перешкод загального вигляду.

Для цифрових приладів нормують коефіцієнт придушення перешкод нормального вигляду, обумовлених наведеннями від промислової мережі для двох діапазонів частот: (/Ом-А /ном) до (/ном А /) і від 2 (faoilt - - А /) до 2 (/ном А /); А /- відхилення частоти від номінального значення /Ном 50 Гц. Крім того, окремо для перешкод постійного і змінного струму нормується коефіцієнт придушення перешкод загального вигляду.

Це свідчить про можливість подальшого збільшення коефіцієнта придушення перешкод нормального вигляду і в умовах нормальних відхилень частоти мережі.

Придушення перешкод і наведень, що потрапляють на вхід разом з сигналом ( перешкода нормального вигляду), забезпечується завдяки принципу усереднення, використовуваному в даному приладі. Придушення подібних перешкод шляхом усереднення результату за певний час може виявитися в деяких випадках більш зручним і вигідним в порівнянні з придушенням перешкод за допомогою фільтрів. Останні, як відомо, збільшують інерційність приладу; крім того, необхідно розрядити ємність фільтра перед кожним новим виміром. У приладах з високою роздільною здатністю навіть і це останній захід може виявитися недостатнім, тому що внаслідок поляризації діелектрика конденсатори фільтра будуть створювати додаткову напругу на вході приладу.

Для ЦИП, призначених для вимірювання напруги постійного струму повинні встановлюватися коефіцієнти придушення перешкод нормального вигляду, загального вигляду (коли жоден з затискачів приладу не з'єднаний з корпусом), а також допустимий рівень етил перешкод. При наявності відключався, вхідного фільтра коефіцієнт придушення перешкод встановлюється при включеному і відключеному фільтрі.

Основним завданням при цьому є зменшення складової е 0 так як боротьба з перешкодами нормального вигляду в загальному випадку завжди важче.

В на частоті 50 Гц - 100 дБ, на постійному струмі-150 дБ; усунення перешкод нормального вигляду на частоті 50 Гц - 30 дБ; час одного перетворення АЦП - 100 ікс; вхідний опір більше 10 МОм; число розрядів вихідного коду - 12 включаючи знак полярності.

Перший з перерахованих факторів вимагає забезпечення сталості часу інтегрування невідомого напруги Т, що обмежує придушення перешкод нормального вигляду у таких ІП, а в ряді випадків у швидкодіючих ІП параметрів ланцюгів змінного струму ускладнює забезпечення інваріантності до неінформативним параметрам сигналу.

Однак створені і точніші цифрові вольтметри і виникло питання про можливість подальшого підвищення коефіцієнта придушення перешкоди нормального виду.

Симетрична ес і несиметрична ен імпульсні перешкоди з мережі живлення ЦТС (а, з лінії зв'язку (б, перешкода Ее від неек-віпотенціальності точок заземлення ЦТС (ст. У літературі цей вид перешкоди іноді називають поперечної перешкодою, разностной перешкодою, перешкодою диференціального виду або перешкодою нормального вигляду.

Схема включення незаземленного сигналу при незахищеному вході приладу. при наявності загального заземлення джерела вимірюваного сигналу і вхідного ланцюга приладу повинні бути вжиті заходи до зниження так званої перешкоди нормального вигляду, викликаної різного роду наведеннями на підводять дроти. Нормальна перешкода потрапляє на вхід приладу разом з вимірюваним напругою.

Схема з'єднань перетворювачів. Перешкода загального вигляду небезпечна тим, що викликає додаткові паразитні струми в сполучних проводах і трансформується тим самим в перешкоду нормального вигляду. Застосування екрану Еп і третього проводу телефонної лінії, яким може служити загальний екран Ел основних сполучних проводів, дає можливість істотно зменшити паразитні струми, викликані перешкодою загального вигляду.

Структура вагового усереднювача НИЯ Вибірки РЗВНО НУЛЮ, 3 УПОВСНЬ з реалізацією гратчастої ваговій функції 1. У вітчизняному цифровому вольтметрі двотактного інтегрування Ф 4834 застосовані дві симетричних Fa на основі масштабування струмів, перша на три рівні - забезпечує придушення першої гармоніки перешкоди нормального вигляду не менше 9 ОДБ при зміні частоти перешкоди в межах (50 1) Гц, а друга - на сім рівнів відповідно 55 дБ для першої і 60 дБ для другої.

Таким чином, процедура інтегрування вхідної напруги, що здійснюється в цифрових вольтметра, що одержали назву інтегруючих вольтметрів (див. § 510), суттєво послаблює, пригнічує перешкоду нормального вигляду.

Нормалізація вхідних аналогових сигналів здійснюється модулем нормалізації і фільтрації МН А613 - 11 призначеним для перетворення струмових сигналів в напругу і (або) фільтрації сигналів від перешкод нормального вигляду.

Для зменшення впливу перешкоди нормального вигляду при вимірюванні постійної напруги застосовують фільтрацію і інтегрування вхідного сигналу. Перешкода нормального вигляду стимулюється на вході приладу з вимірюваним сигналом і пригнічувати цю перешкоду значно важче, домогтися такого ж високого коефіцієнта придушення поки не вдається. Перешкоду нормального вигляду зменшують за допомогою фільтрації і інтегрування. Розглянемо способи придушення перешкоди нормального вигляду.

Перешкодами нормального вигляду (диференціальними, поперечними, лінійними, послідовними) називають паразитні сигнали, джерела яких включені в замкнуту ланцюг каналу передачі сигналу. Перешкодами загального вигляду (поздовжніми, синфазними) називають паразитні сигнали, джерела яких знаходяться в ланцюгах, що є сторонніми по відношенню до каналу передачі корисних сигналів.

У цих приладів досягнута висока точність (погрішність 0001%) і може бути отримано високу швидкодію. Однак для придушення перешкод нормального вигляду вони забезпечуються фільтрами з загасанням 40 - 60 дБ, що різко знижує швидкодію приладів.

Діаграми напруг, що ілюструють освіту двійкового коду. У цих приладів досягнута висока точність (погрішність 0001%), і може бути отримано високу швидкодію. Однак для придушення перешкод нормального вигляду їх постачають фільтрами, що різко знижує швидкодію приладів.

У цих приладів досягнута висока точність (погрішність 0001%) і може бути отримано високу швидкодію. Однак для придушення перешкод нормального вигляду вони забезпечуються фільтрами з загасанням 40 - 60 дБ, що різко знижує швидкодію приладів.

Модулі нормалізації аналогових сигналів МНАС (МНАС-1 МНАС-2) призначені для перетворення струмових сигналів в напругу, фільтрації перешкод промислової частоти, захисту вхідних вимірювальних ланцюгів від перенапруги по входах і приєднання проводів від датчиків. Ці модулі включають 8 вхідних каналів, придушення перешкоди нормального вигляду - 45 дБ, Відмінність модифікацій один від одного полягає в тому, що МНАС-1 має ізольовані канали, МНАС-2 - канали з загальним проводом.

Однак якщо відношення корисного сигналу до суми перешкод, джерела яких включені в канал передачі сигналів, і перешкод загального вигляду, що проникли в канал передачі, виявиться недостатньо високим, то застосовують способи придушення перешкод в каналі передачі, викладені нижче. Ефективність способів боротьби з перешкодами оцінюють коефіцієнтом придушення перешкод нормального вигляду, отн.

Еквівалентна схема Вхідний ланцюга ЦВ. | Схема захисту від перешкод загального вигляду шляхом екранування вхідного ланцюга ЦИП. Таким чином, перешкода загального вигляду перетвориться на перешкоду нормального вигляду і може викликати збої в роботі ЦВ.

Розглянуті нами приклади введення аналогової інформація для АСВТ-М-СМ ЕОМ далеко не вичерпують всіх модифікацій реалізації вхідних каналів. Наприклад, для TBCO-I в залежності від рівнів оброблюваних сигналів і умов придушення перешкод загального і нормального вигляду на модулях УСО з номенклатури АСВТ-М-СМ ЕОМ може бути побудовано до 30-ти різних модифікацій каналів введення аналогової інформації.

Перешкода загального вигляду. Під впливом ЕП 0 д виникає струм /п 0 в, який на опорі провідника зв'язку Л2 створює напругу перешкод нормального вигляду.

з (754) випливає, що результат вимірювання не залежить від періоду мережевої перешкоди, від постійних часу обох інтеграторів і від нестабільності частоти Квант імпульсів. Такий алгоритм перетворення вхідного сигналу дозволяє зменшити основні складові похибки інтегруючих перетворювачів, які визначаються факторами, розглянутими раніше, і забезпечити значне збільшення коефіцієнта придушення перешкоди нормального вигляду. Отже, на базі такого алгоритму можлива побудова системного НП постійної напруги або параметрів двополюсників в інтерпалах часу, які відповідають сукупності підвищених вимог щодо чутливості, точності швидкодії і псмехоподав-лення.

На рис. 9.6 показана еквівалентна схема вхідного ланцюга ЦВ. Ланцюг містить: джерело сигналу з параметрами ех і R; ЦВ з вхідним опором RBX, опором RH3 і ємністю С ізоляції загальної шини ЦВ від корпусу приладу; два провідника зв'язку з опорами R і R2 джерело ЕРС перешкоди нормального вигляду єп н в; джерело ЕРС перешкоди загального вигляду єп 0 в; опір R0 між точками заземлення джерела сигналу і корпусу ЦИП.

Для зменшення впливу перешкоди нормального вигляду при вимірюванні постійної напруги застосовують фільтрацію і інтегрування вхідного сигналу. Перешкода нормального вигляду стимулюється на вході приладу з вимірюваним сигналом і пригнічувати цю перешкоду значно важче, домогтися такого ж високого коефіцієнта придушення поки не вдається. Перешкоду нормального вигляду зменшують за допомогою фільтрації і інтегрування. Розглянемо способи придушення перешкоди нормального вигляду.

Областями застосування модуля є АСУ ТП і АСНИ, в яких напруга перешкоди загального вигляду між землями джерел сигналів (датчиків) і мікроЕОМ може досягати 100 В. При цьому різниця потенціалів між точками заземлення сусідніх датчиків не повинна перевищувати 10 В. Придушення перешкоди нормального вигляду на частоті (50 1) Гц не менше 70 дБ досягається шляхом застосування в модулі АЦП інтегруючого типу. Використання інтегруючого АЦП виключає потреба у фільтрах і дозволяє істотно скоротити габаритні розміри підсистеми вводу аналогових сигналів в цілому. Точність перетворення, що оцінюється класом 0 2%, і висока перешкодозахищеність забезпечують успішне застосування МВВА в АСУ ТП.

Вагова функція - прямокутне вікно або вікно Дирихле. Подальше підвищення чутливості цифрових вольтметрів (за останній десятиліття поріг чутливості ЦВ знижений з 1 мкв до 1 НВ) стало можливим завдяки широкому використанню різних методів придушення перешкод. Коефіцієнт придушення перешкод нормального вигляду нормується ГОСТ 14014 - 82 як для першої основної гармоніки напруги при відхиленні її частоти на 1%, так і для другої її гармоніки.

Вплив перешкоди загального вигляду на вхідні кола вимірювальних пристроїв. | Застосування вимірювального пристрою інтегруючого типу для усунення перешкод нормального вигляду. Перешкоди нормального вигляду обумовлені, як правило, наявністю ємнісний (електричні поля) і індуктивної (магнітні поля) зв'язків між вимірювальними ланцюгами і пристроями, з одного боку, і промисловими джерелами електромагнітних завад - з іншого. Цей вид перешкод в системах повністю виключити неможливо, так як перешкоди нормального вигляду утворюються в обох провідниках вимірювального ланцюга спільно з корисним сигналом у вигляді результуючого напруги або струму. для зменшення перешкоди нормального вигляду зазвичай використовується комплекс захисних заходів, що включають екранування вимірювальних пристроїв і ланцюгів, застосування спеціальних фільтрів (зокрема, вузькосмугових фільтрів, які ослаблюють сигнали промислової частоти 50 Гц і кратної їй частот), а також застосування вимірювальних пристроїв інтегруючого типу.

Освіта напруги. /Fc і двійкового коду. В даний час кодо-імпульсні вольтметри є найбільш поширеними цифровими вольтметрами постійного струму. У цих приладів досягнута найвища точність (погрішність 0001%) і може бути отримано високу швидкодію. Однак для придушення перешкод нормального вигляду вони забезпечуються фільтрами з затуханіем40 - 60 дБ, що різко знижує швидкодію приладів. У цих приладах досягнуто загасання 160 дБ для перешкод загального вигляду постійного струму і 120 дБ - для змінного струму.

Третій спосіб заснований па тому, що перешкоди і корисний сигнал НЕ корельовані. це дозволяє компенсувати перешкоду або відокремити її від корисного сигналу, так як в більшості випадків перешкода і сигнал мають різні частотні діапазони. Цей спосіб застосовується в каналі по відношенню до перешкод нормального вигляду і (або) до еквівалентно перетвореним перешкод загального вигляду, які не вдається або недоцільно усувати іншими способами. Відмінною особливістю цього способу є те, що його можна реалізувати за допомогою цифрової обробки сигналів в УСО і в обчислювальному комплексі. Третій спосіб, заснований на відмінності частотних спектрів корисного сигналу і перешкоди, являє собою в загальному випадку фільтрацію; окремими випадками його є такі технічні прийоми, як виділення і віднімання перешкоди, синхронне детектування, гармонійний відбір, інтегрування і усереднення, спеціальні способи обробки корисного сигналу з накладеною на заваді. Деякі методи фільтрації розглянуті в гл.

Результат вимірювання напруги постійного струму цифровим вольтметром може бути помітна спотворений перешкодами зовнішніх джерел. Як показали дослідження, особливо сильно проявляється перешкода, обумовлена впливом мережі змінного струму, від якої живиться прилад. Напруга перешкоди виявляється включеним послідовно з вимірюваним напругою, і тому перешкоду нормального вигляду називають також перешкодою послідовного виду. Отже, перешкода нормального або послідовного виду являє собою синусоїдальна напруга, що змінюється з частотою змінного струму мережі живлення. Ефективним способом придушення такої перешкоди є інтегрування вимірюваної напруги. Розглянемо суть цього способу.

Перенесення вхідного спектра Д /в область високих частот при параметричному перетворенні. В) і допускає без виходу з класу короткочасне перевантаження. Автори роботи[228]відзначають, що в даний час розпочато серійний випуск цифрового вольтам перметра з магнітомодуляціоннимі предусилителем. За порогу чутливості при вимірюванні напруг (10 НВ) і перешкодозахищеності (придушення перешкоди нормального вигляду 80 дБ) вольтамперметр перевершує вітчизняні прилади даного класу.

Еквівалентні джерела перешкод. Для боротьби з перешкодами загального вигляду схему приладу і його конструкцію вибирають так, щоб опір контуру для струму перешкоди через Rn було максимальним. Це досягається, наприклад, ізолюванням вхідного ланцюга приладу від корпусу приладу. Ослаблення дії перешкод в цифрових вольтметра постійного струму характеризують коефіцієнтом придушення перешкоди (в децибелах) K201g (Un /& U), де Un - напруга джерела перешкоди нормального (U a) або загального (i /fO виду; U - зміна показань приладу під дією перешкоди нормального вигляду або падіння напруги на вхідному резистори від дії перешкоди загального вигляду.

Для зменшення впливу перешкоди нормального вигляду при вимірюванні постійної напруги застосовують фільтрацію і інтегрування вхідного сигналу. Перешкода нормального вигляду стимулюється на вході приладу з вимірюваним сигналом і пригнічувати цю перешкоду значно важче , домогтися такого ж високого коефіцієнта придушення поки не вдається. заваді нормальному виду зменшують за допомогою фільтрації і інтегрування. Розглянемо способи придушення перешкоди нормального вигляду.

Еквівалентна схема вхідного ланцюга ЦВ. | схема захисту від перешкод загального вигляду шляхом екранування вхідного ланцюга ЦИП.

. Перешкода загального вигляду Еп0 в виникає через відмінності потенціалів точок заземлення джерела ЕРС е і ЦВП. Перешкода може містити постійну і змінну складові. Таким чином, перешкода загального вигляду перетвориться на перешкоду нормального вигляду і може викликати збої в роботі ЦВ.

Основними методами боротьби з перешкодами нормального вигляду є фільтрація, статистична обробка, компенсація і усереднення. Використання низькочастотних З-фільтрів - найбільш простий метод, однак сильно знижує швидкодію ЦИП, тому застосовується толька в високоточних приладах з відносно малим швидкодією. Ступінь придушення перешкод визначається частотною характеристикою фільтра. Метод статистичної обробки вимагає складного обладнання та практичного застосування поки не знайшов. У методі компенсації потрібне створення окремого каналу для виділення перешкоди, яка потім з протилежним знаком подається в основний канал вимірювання для компенсації накладеної на вимірюваний сигнал перешкоди. Цей метод також досить складний і використовується вкрай рідко. Найбільш перспективним для ЦИП є метод усереднення перешкоди нормального вигляду за певний інтервал часу перетворення.



Інші публікації на тему:
  • Мультиплікативні перешкоди
  • Різниця - рівні - сигнал
  • Імпульсна стійкість