De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

SIEL week 3 Programma SIEL week 3  Analoog/Digitaal omzetting o Bemonsteren in tijddomein oBemonsteren in frequentiedomein oKwantisatieffecten  Methoden.

Verwante presentaties


Presentatie over: "SIEL week 3 Programma SIEL week 3  Analoog/Digitaal omzetting o Bemonsteren in tijddomein oBemonsteren in frequentiedomein oKwantisatieffecten  Methoden."— Transcript van de presentatie:

1 SIEL week 3 Programma SIEL week 3  Analoog/Digitaal omzetting o Bemonsteren in tijddomein oBemonsteren in frequentiedomein oKwantisatieffecten  Methoden voor Digitaal/Analoog omzetting  Methoden voor A/D omzetting  Sensoren o Indeling van transducenten  Voorbeelden  Sensorspecificaties algemeen

2 Koppeling analoge en digitale systemen Buitenwereld (analoog)

3 Van analoog naar digitaal

4 Fig. 2

5 Bemonstering in tijd- en frequentiedomein

6 Aliasing

7 Theorema van Shannon Alleen frequenties kleiner dan f b kunnen worden gereconstrueerd (met een ideaal reconstructiefilter) Frequenties groter dan f b worden teruggevouwen (aliasing)

8 Bemonstering analoog signaal Te weinig monsters Te veel monsters

9 Aliasing Fig. 6

10 Demo aliasing video + audio audio_aliasing_plus_sound

11 Aliasing in het frequentiedomein Spectrum van een continu signaal Hetzelfde signaal, bemonsterd met f s = 8 ksamples/sec. Hetzelfde signaal, maar nu bemonsterd met f s = 6 ksamples/sec. Om het signaal nu te reconstrueren is een perfect LDF-filter A nodig. Hetzelfde signaal bemonsterd met f s = 5 ksamples/sec. Het signaal is nu niet meer perfect te reconstrueren.

12 Resultaten met praktische anti-aliasing filters

13 Bemonsteren en moduleren Modulator = vermenigvuldiger

14 Track&Hold, Sample&Hold

15 Sample&Hold in tijd- en frequentiedomein

16

17

18 Jitter

19 Verband tussen jitter en SNR SNR = Signal to Noise Ratio (Signaal-ruisverhouding SRV) 1 ps = 1 pico-seconde = sec

20 Kwantiseren

21 Integrale niet-lineariteit

22 Fouten bij A/D - omzetting

23 Kwantisatiefout, kwantisatieruis nqnq

24

25 Maximale SNR bij A/D - omzetting

26 Kwantisatie: vervorming of ruis?

27 D/A omzetters Digitale codes R/2R omzetting Stroom-omzetters Sigma-delta modulatie

28 Segmentatie

29 Binaire codering

30

31 R/2R ladder-netwerk b I ref

32 D/A omzetter met condensatoren

33 Puls-breedte-modulatie (PWM)

34 Sigma-delta modulator

35 A/D omzetters Full-flash Meerstapsmethoden Successive approximation Dual slope Sigma-delta

36 Full flash ADC

37 Tweetraps D/A-omzetter

38 Pipe-line A/D-omzetter

39 Successive Approximation omzetter

40 Dual slope of integrerende A/D omzetter

41 Sigma-delta A/D omzetter

42 Werkgebied A/D-omzetters

43 Vergelijking A/D-omzetters

44 Indeling van Sensoren ‘Passief’ en ‘Actief’ Uitvoeringsvormen Intrinsiek en extrinsiek Analoog en digitaal Complexiteit Signaalgebieden

45 Zelfgenererende sensor Zelfgenererend (‘passief’) Sensor Energievorm 1Energievorm 2 Sensor Mechanische drukElectrische lading Voorbeeld: piezo-elektrische trillings-sensor

46 Modulerende sensor Modulerende (‘actieve’) sensor Sensor Energievorm 1Energievorm 2 Voorbeeld: optische verplaatsingssensor: Optisch systeem Verplaatsing fotocel stralingElectrische spanning Elektrische schakeling met voeding Stralings bron

47 Optische verplaatsingssensor

48 Technologieen van sensoren Conventioneel (mechanisch) Halfgeleiders (Si-, Ge-, MOSFET) Piezoresistief (weerstandverandering) Micro Systeem Technologie (MST) Optisch (lenzen, spiegel, glasvezel) Pneumatisch/Elektromagnetisch (automatisering, procesindustrie) Smart sensor (sensor + microcontroller)

49 Mechanische sensoren

50 Maak van een sensor……. een nieuwe sensor

51 Frequentiemeting

52 Hoek-encoders

53 Energie- of signaalgebieden

54 Sensorprinipes per signaalgebied Optisch of radiometrisch Mechanisch Thermisch Magnetisch Chemisch Elektrisch

55 Voorbeelden zelfgenererende omzetters Zelfgenererende (‘passieve’) transducenten output  licht signaal elektrisch signaal mechanisch signaal thermisch signaal magnetisch signaal chemisch signaal input  licht signaal Lens spiegel Foto- voltaische cel Foto- grafische film elektrisch signaal LEDweerstand spoelelektrolyse mechanisch signaal piezokristaltandwielen thermisch signaal Thermo- koppel bimetaalwarmte wisselaar magnetisch signaal magnetisch circuit chemisch signaal kaarsaccuBenzine- motor gasbrander chemisch proces

56 Modulerende transducenten Modulerende (‘Actieve’) transducenten output  licht signaal elektrisch signaal mechanisch signaal thermisch signaal magnetisch signaal chemisch signaal input  licht signaal Foto- transistor elektrisch signaal versterker mechanisch signaal rekstrookjes thermisch signaal Pt- weerstand magnetisch signaal chemisch signaal

57 Voorbeelden transducenten

58 Effecten in Silicium Nerst effect

59 Sensor kubus

60 Miller indices Genererend: [in,out,0] Modulerend: [in,out,mod] Solar cell: [rad,elec,0] Photoconductor: [elec,elec,rad] Piezoresistor: [elec,elec,mech] Thermocouple: [therm,elec,0] Hall element: [elec,elec,magn] LED: [elec,rad,0] LCD: [rad,rad,elec] [in = hulpenergie in, out = energie outputsignal, mod = modulerende energie]

61 Andere sensorprincipes Meervoudige omzettingen Elektrische omzettingen: V/F, F/V, V/I, I/V, A/D, D/A Smart sensors (CAN, LON, Profibus, IEEE) SAW en PW sensoren

62 Voorbeelden besturingsnetwerken

63 Indeling naar complexiteit Sensor Transmitter Smart Sensor Wireless Sensor (WINS) Integratie van sensoren (sensor fusion)

64 Ontwikkelingen smart sensors

65 Sensorspecificaties en -begrippen Statisch: Dynamisch Diversen Specifiek

66 Statische eigenschappen Nauwkeurigheid (accuracy): –Systematische afwijking –Toevallige fout (reproduceerbaarheid) Resolutie Gevoeligheid (sensitivity S): Reproduceerbaarheid Bereik Lineariteit Overdrachtsverhouding Hysterese Drift en offset

67 Lineariteit

68 Overdrachtsverhouding voorbeeld: Pt sensor

69 Dynamische eigenschappen Tijdconstante, settling time Overshoot, dempingsfactor Overdrachtsfunctie: diff. vgl.; H(s); H(ω) Impulsresponsie: h(t) Frequentiekarakteristiek (bode-diagram) Ruis

70 Overdrachtsfunctie voorbeeld: Pt sensor Opwarmingsproces sensor van T 1 naar T 2 : Stel Diff.vgl: Oplossen geeft: Voor Pt geldt:

71 Tijdconstante & settling time

72 Hysterese

73 Diverse begrippen in de sensortechniek Kalibratie Selectiviteit Storingsongevoeligheid (EMC: actief, passief) Corrosiegevoeligheid Omkeerbaarheid Bedrijfszekerheid Overbelastbaarheid

74 Elektromagnetische flowmeter

75 Capacitieve transducent

76 Principes van capacitieve transducenten

77 Cap. Opnemer met zijdelingse verschuiving

78 Capacitieve push-pull sensor

79 Principe capacitieve naderingssensor

80 Capacitieve detector

81 Industriele capacitieve sensor

82 Capacitieve verplaatsingsopnemers

83 Cylindrische capacitieve verpl. opnemer

84 Capacitieve opnemer als niveaumeter

85 Interfaceschakelingen voor capacitieve sensoren

86 Schakelingen met capacitieve sensor

87 Uitgangsspanning van een AC-brug

88 Spanningsverloop bij varierende ΔR

89 LVDT

90 Overdrachtskarakteristiek LVDT

91 Humane sensoren Biologische klok Intuitie


Download ppt "SIEL week 3 Programma SIEL week 3  Analoog/Digitaal omzetting o Bemonsteren in tijddomein oBemonsteren in frequentiedomein oKwantisatieffecten  Methoden."

Verwante presentaties


Ads door Google