DIELEKTRYKI TADEUSZ HILCZER Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

Pomiary cyfrowe Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

Technika cyfrowa Współczesne urządzenia pomiarowe są w większości przystosowane do współpracy z komputerem. Informacja o interesującym w danym pomiarze zjawisku, uzyskana w komórce pomiarowej przekształcona w elektryczny sygnał dyskretny. Bezpośrednia informacja z komórki pomiarowej może być prostą funkcją zjawiska np. pomiar temperatury. Pomiar temperatury przykład pomiaru zjawiska w którym zmiany zachodzą w stosunkowo długim czasie pomiar prawie statyczny Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

- dla określonego przedziału temperatury → funkcja liniowa Technika cyfrowa Temperatura komórki pomiarowej Tanal rejestrowana za pomocą termopary jest ciągłą funkcją napięcia V(Tanal) - dla określonego przedziału temperatury → funkcja liniowa Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

- zamieniona na informację dyskretną V(Tcyfr) Technika cyfrowa Temperatura komórki pomiarowej Tanal rejestrowana za pomocą termopary jest ciągłą funkcją napięcia V(Tanal) uzyskana informacja: - zamieniona na informację dyskretną V(Tcyfr) Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

- obrabiana w torze cyfrowym TC Technika cyfrowa Temperatura komórki pomiarowej Tanal rejestrowana za pomocą termopary jest ciągłą funkcją napięcia V(Tanal) uzyskana informacja: - obrabiana w torze cyfrowym TC Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

temperatura podana cyfrowo w określonej skali Technika cyfrowa Temperatura komórki pomiarowej Tanal rejestrowana za pomocą termopary jest ciągłą funkcją napięcia V(Tanal) na wyjściu : temperatura podana cyfrowo w określonej skali Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

rzetelność wyniku zależy od: Technika cyfrowa Temperatura komórki pomiarowej Tanal rejestrowana za pomocą termopary jest ciągłą funkcją napięcia V(Tanal) rzetelność wyniku zależy od: jakości przetworzenia A/C jakości określenia zależności V(T) Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

impulsowa odpowiedź układu: Technika cyfrowa Pomiary impulsowe rejestracja odpowiedzi układu X na impulsowe pobudzenie impulsowa odpowiedź układu: - rejestrowana przez detektor impulsowy Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

impulsowa odpowiedź układu: Technika cyfrowa Pomiary impulsowe rejestracja odpowiedzi układu X na impulsowe pobudzenie impulsowa odpowiedź układu: - przekształcona na szereg próbek Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

impulsowa odpowiedź układu: Technika cyfrowa Pomiary impulsowe rejestracja odpowiedzi układu X na impulsowe pobudzenie impulsowa odpowiedź układu: - analizowana amplitudowo Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

impulsowa odpowiedź układu: Technika cyfrowa Pomiary impulsowe rejestracja odpowiedzi układu X na impulsowe pobudzenie impulsowa odpowiedź układu: - obrabiana w torze cyfrowym (często stosowana analiza Fouriera) Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

- po zastosowaniu algorytmów Technika cyfrowa Pomiary impulsowe rejestracja odpowiedzi układu X na impulsowe pobudzenie na wyjściu układu: - po zastosowaniu algorytmów Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

- informacja cyfrowa Xcyfr o badanym zjawisku Technika cyfrowa Pomiary impulsowe rejestracja odpowiedzi układu X na impulsowe pobudzenie na wyjściu układu: - informacja cyfrowa Xcyfr o badanym zjawisku Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

rzetelność wyniku zależy od: Technika cyfrowa Pomiary impulsowe rejestracja odpowiedzi układu X na impulsowe pobudzenie rzetelność wyniku zależy od: jakości obróbki cyfrowej jakości algorytmu Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

Analizator amplitudy WE okno (DA) t WY t Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

Dyskryminator amplitudy WE poziom dyskryminacji t WY t Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

Cyfrowe metody pomiarowe wykorzystują algebrę dwuelementową Boole’a Technika cyfrowa Informacja wejściowa Cyfrowe metody pomiarowe wykorzystują algebrę dwuelementową Boole’a Informacja uzyskiwana w komórce pomiarowej musi być przetworzona na informację cyfrową Informacja uzyskiwana w komórce pomiarowej za pomocą odpowiednich filtrów może być pozbawiona informacji nie istotnych dla danego zagadnienia (tła) Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

Przekształcenie Laplace’a Do opisu przenoszenia sygnału przez układy impulsowe stosuje się różne procedury matematyczne często rachunek operatorowy i przekształcenie Laplace’a Przekształcenie Laplace’a prosty sposób rozwiązywania równań różniczkowych opisujących zjawiska zachodzące w układach impulsowych Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

Przekształcenie Laplace’a Przekształcenie Laplace'a przekształca określoną klasę funkcji rzeczywistych f(t) w funkcje zespolone F(s): F(s) - transformata Laplace’a; s – zmienna zespolona Odwrotne przekształcenie Laplace'a L-1 przekształca transformatę F(s) w funkcję f(t): symbol (=) oznacza "w zasadziem równe zawsze" - transformata Laplace'a istnieje jedynie dla określonego przedziału wartości s Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

- czwórnik - układ zastępczy gdy WE i WY jest dwuelementowe - układem zastępczym stosowanym w teorii układów elektrycznych jest układ złożony z wejścia WE i wyjścia WY - funkcja przenoszenia F - związek pomiędzy sygnałem wejściowym x(t) i wyjściowej y(t) - czwórnik - układ zastępczy gdy WE i WY jest dwuelementowe Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

- czwórnik charakteryzuje macierz - czwórnik transformuje wejściowe napięcie U1 i prąd I1 na wyjściowe napięcie U2 i prąd I2: współczynniki Aij są operatorami - czwórnik charakteryzuje macierz Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

- podobnie macierze dla czwórników z większą liczbą elementów - dla czwórnika zawierającego dwie zawady postać macierzy zależy od połączenia: SR (szeregowo-równoległe) RS (równoległo-szeregowe) SS (szeregowo-szeregowe) RS (równoległo-równoległe)  - podobnie macierze dla czwórników z większą liczbą elementów Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

Czwórnik Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

Układ idealny (UI) układ, którego parametry są niezmienne w czasie Układ  zespół elementów, zawarty pomiędzy wejściem WE (punktem działania przyczyny pobudzającej układ) i wyjściem WY (punktem odpowiedzi układu) Układ idealny (UI) układ, którego parametry są niezmienne w czasie Charakterystyki częstościowe UI  addytywne i jednorodne Odpowiedź UI na sumę sygnałów wejściowych suma odpowiedzi na każdy sygnał wejściowy przyłożony oddzielnie Odpowiedź UI na sumę sygnałów wejściowych  suma odpowiedzi na każdy sygnał wejściowy przyłożony oddzielnie Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

Układ liniowy Układ liniowy  układ, w którym związek pomiędzy sygnałem wejściowym x(t) a sygnałem wyjściowym y(t) (odpowiedzią układu) można zapisać w postaci liniowego równania różniczkowego Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

- impuls x(t) zbiór impulsów prostokątnych xP(t) o długości Dt impuls prostokątny  xP (Dt ) = const w przedziale Dt xP (Dt ) = 0 poza przedziałem Dt powierzchnia impulsu SP = xP (Dt ) Dt. Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

Zniekształcenia impulsu - każda zmiana kształtu impulsu wyjściowego y(t) względem impulsu wejściowego x(t) jest zniekształceniem impulsu Zniekształcenia impulsu mogą być spowodowane: skończoną szerokością pasma częstości Dw przenoszonych przez układ charakterystyką amplitudową C(w) i fazową j(w) nieliniowością poszczególnych elementów układu Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

szerokość pasma częstości Dw określa przedział częstości: Pasmo przenoszenia - szerokość pasma częstości Dw przenoszonych przez układ większa od przedziału częstości koniecznego do „wiernego” przeniesienia impulsu szerokość pasma częstości Dw określa przedział częstości: - albo: pomiędzy dwoma pierwszymi zerowaniami transformaty Fouriera przenoszonego impulsu albo: konieczny do przeniesienia części średniej energii Ps impulsu - dla impulsu prostokątnego: pierwsza definicja Dw = 2/t (obcięcie dalszych harmonicznych) druga definicja Dw = 1,62/t (przeniesienie 90% Ps). Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

czas trwania impulsu t wpływa na szerokość pasma częstości Dw - widmowy współczynnik przenoszenia Funkcja a(t) dla impulsów prostokątnych o różnym czasie trwania Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

Zniekształcenia impulsu prostokątnego - dla „wiernego” przeniesienia impulsu  y rzędu 2 - 4 - optymalny stosunek impulsu użytecznego do szumu  y = 1.37  liniowość układu nie jest dobra - nadmierne zmniejszenie szerokości pasma Dw  znaczne rozmycie impulsu bardzo wpływa na zdolność rozdzielczą Zniekształcenia impulsu prostokątnego Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

Próbkowanie - próbkowanie  przedstawienie ciągłego przebiegu U(t) ciągiem wartości dyskretnych - dla stałego okresu próbkowania Dt do przetworzenia danych ciągłych (analogowych) na dyskretne (cyfrowe) a/c można zastosować dystrybucję III(t) - przy skończonej czasowej zdolności rozdzielczej aparatury ciag impulsów III(t)  ciąg impulsów o skończonym czasie trwania -dla impulsów prostokątnych o czasie trwania t po próbkowaniu  zbiór prostokątów o szerokości t Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

Próbkowanie Dla dostatecznie małych przedziałów próbkowania czasowego i amplitudowego, otrzymany histogram przybliża przebieg wejściowy. Mały przedział próbkowania czasowego związany z krótkim czasem konwersji, wymaga szybkich układów Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)

schemat blokowy przetwornika a/c Przetwornik a/c schemat blokowy przetwornika a/c P-generator piłokształtny K- komparator G-generator impulsów (zegar) S-układ start B-bramka (układ stop) N-numerator Tadeusz Hilczer - Dielektryki (wykład monograficzny)