страница - 0
Программа CAD-DAS автоматизированного выбора характеристик и параметров трактов ввода информации для систем сбора данных
Тютякин А. В. (avt@rbcmail.ru)
Орловский государственный технический университет (ОрелГТУ)
И
и
о о
В различных отраслях науки и техники широко распространены компьютеризированные системы сбора данных (КССД) [1], реализуемые по обобщенной структурной схеме, приведенной на рис. 1.
К
к
и В
АЭФ1 | ||
* ПП1 |
h - . . . . | АЭФ1 | |
* ПП1 |
АЭФk | ||
* ППk |
Рис. 1. Обобщенная структурная схема КССД
Одним из важнейших факторов, влияющих на достоверность контроля информативных величин, являются частотные, временные и шумовые параметры тракта ввода информации (ТВИ) в компьютер. ТВИ, в общем случае состоит из: первичного преобразователя (1111) контролируемой величины, антиэлайзингового фильтра [1, 2] (АЭФ), аналого-цифрового преобразователя (АЦП) и цифрового фильтра
(ЦФ), обычно реализуемого в программной форме на компьютере (см. рис. 1). К указанным параметрам, в первую очередь, относятся: граничные частоты полос пропускания и заграждения; время установления; а также приведенный к входу или к выходу уровень шумов. Перечисленные параметры определяются, в основном, шумами ПП; а также типами и частотно-временными параметрами передаточных характеристик (ПРХ) АЭФ, АЦП и ЦФ. Последние в совокупности могут быть названы функционально-параметрическим профилем (ФПП) ТВИ, по аналогии со сходным по сущности понятием профиля, принятым в информационных технологиях [3].
Шумовые параметры ПП зависят от его типа, который обычно задается условиями на проектирование, и возможности изменения которого в процессе разработки весьма ограничены. С другой стороны, ФПП ТВИ определяется разработчиком КССД, причем выбор ФПП ТВИ является одним из важнейших этапов его проектирования.
В настоящее время имеется значительное количество публикаций, посвященных отдельным аспектам данной проблемы (например, [1, 2, 4]), а также программное обеспечение (в частности, MATLAB, QED и др. [5, 6]), позволяющее частично автоматизировать некоторые этапы выбора ФПП ТВИ. Однако в целом процесс выбора ФПП ТВИ остается эвристическим, а его результаты в значительной степени зависят от опыта и интуиции разработчика.
В связи с вышесказанным, актуальной является задача разработки программных средств автоматизированного выбора ФПП ТВИ, дающих возможность разработчику КССД эффективно осуществлять указанный выбор при ограничениях, заданных условиями на проектирование. Настоящая статья посвящена разработанной автором программе CAD-DAS, позволяющей частично решить данную проблему. Демонстрационная версия и руководство по применению данной программы доступны по web-адресу http: www.ostu.ru/departm/pt-comp/index.html. Программа реализует следующие функции:
-выбор ФПП ТВИ, в максимальной степени удовлетворяющего условиям на проектирование;
-предоставление пользователю расчетных выражений и числовых данных для практической реализации узлов и блоков ТВИ с выбранным ФПП;
-формулирование выводов об удовлетворении требований к ТВИ и предложений о путях их коррекции при невозможности их полного удовлетворения;
-графическое отображение амплитудно-частотной, импульсной и переходной характеристик ТВИ с выбранным ФПП;
-симуляцию ТВИ с выбранным ФПП.
Исходными данными для выбора ФПП ТВИ являются следующие задаваемые условиями на проектирование параметры и характеристики ТВИ:
-область представления информативных сигналов ПП при обработке (частотная или временная);
-типы ПП, динамический диапазон их информативных выходных сигналов и шумовые параметры ПП;
-частотный диапазон информативных выходных сигналов ПП при их частотном представлении или их форма, длительность, информативный параметр (амплитуда, площадь и т. п.) и требования к точности его воспроизведения - при временном представлении выходных сигналов ПП;
-частотный диапазон подлежащих подавлению неинформативных компонент выходных сигналов ПП;
-разрядность АЦП;
-допустимое время установления ТВИ при переходном процессе.
На основании информации, представленной в [1, 2, 4], сформулированы базовые требования к ТВИ КССД в зависимости от вышеперечисленных факторов, которые приведены в таблице 1.
Таблица 1
Базовые требования к параметрам ТВИ КССД
Область представле- | Тип ПРХ | Требования к параметрам фильтров | ||
ния и тип выходного сигнала ПП | ЦФ | № по приоритету | Требования к ЦФ | Требования к АЭФ |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
Частотная, fu = 0 | УФНЧ | 1 | fSU = fH (исходное) | fsa = 1/2Т (исходное) |
2 | tуц < (0,7...0,9)tмакс | t уа < t макс -1 уц | ||
3* | Хш < ЕМЗР | - | ||
содержание:
[стр.Введение] [стр.1] [стр.2] [стр.3]