Применение принципов дельта-модуляции в интегрирующих АЦП

ВТ10 намного ниже насыпной плотности рабочей среды, и введение в полость детали технологического тела приводит к увеличению удельного съема металла на 10 %.

Сравнение результатов обработки образцов показывает, что увеличение насыпной плотности деталей до значения насыпной плотности рабочей среды играет роль интенсификатора обработки. Дальнейшее увеличение насыпной плотности деталей не приводит к существенному изменению удельного съема металла. Кроме того, время цикла обработки для деталей из исследованных материалов целесообразно ограничивать 18-24 минутами для предотвращения последствий упрочнения и навалообразования при микрорезании.

Список литературы

1. Зверовщиков, В. З. Финишная объемная обработка деталей в барабанах с планетарным вращением / В. З. Зверовщиков, А. Е. Зверовщиков, А. Т. Манько // Алмазная и абразивная обработка деталей машин и инструмента : межвуз. сб. науч. тр. - Пенза : Изд-во ППИ, 1986. - Вып 14.

2. Бабичев, А. П. Вибрационная обработка деталей в абразивных средах / А. П. Бабичев. - М. : Машиностроение, 1965. - 261 с.

3. Мартынов, А. Н. Основы метода обработки деталей свободным абразивом, уплотненным инерционными силами / А. Н. Мартынов. - Саратов : Изд-во Саратов. гос. ун-та, 1981. - 289 с.

УДК 681.325.3

ПРИМЕНЕНИЕ ПРИНЦИПОВ ДЕЛЬТА-МОДУЛЯЦИИ В ИНТЕГРИРУЮЩИХ АЦП

А. А. Короткое

В данной статье рассмотрено применение принципов дельта-модуляции в интегрирующих АЦП. Анализируются достоинства и недостатки интегрирующих измерительных преобразователей с промежуточным преобразованием входной величины в сигналы импульсной модуляции. Показаны достоинства выбора широтно-импульсной модуляции в качестве промежуточного преобразования в интегрирующих АЦП.

In this article is described operation of principles of delta-modulation in integrating ADC. Merits and demerits of integrating measuring transducers with the intermediate conversion of input value to signals of pulse modulation are analyzed. Advantages of a choice ofpulse width modulation as the intermediate conversion in integrating ADC are shown.

Известно, что преобразователи данных (как АЦП, так и ЦАП) могут классифицироваться по двум основным критериям: преобразователи с частотой Найквиста и преобразователи с передискретизацией [1]. Практические характеристики ограничивают технологический разброс на уровне 0,02 %, поэтому эффективная разрядность преобразователей с частотой Найквиста также ограничивается на уровне около 12 бит. Однако для множества практических

задач, например, для непосредственной оцифровки сигналов малого уровня, характерных для тензометрических датчиков, термопар и т.п., требуется более высокое разрешение около 18 или даже 20 бит. Удовлетворить эти требования способны интегрирующие преобразователи [2].

Для уменьшения погрешности квантования применяется принцип «передискретизации», который позволяет произвести «обмен» избыточности по быстродействию на повышение точности аналого-цифрового преобразования измерительного сигнала [3]. Этот путь повышения точности был впервые теоретически обоснован в работах П. В. Новицкого [4].

Существует два основных типа преобразователей с передискретизацией -Л-модулятор и ЕЛ-модулятор [1]. Из-за проблемы превышения крутизны при квантовании Л-модуляция не получила широкого распространения.

Основные разновидности интегрирующих АЦП (ИАЦП) отличаются видом импульсной модуляции, используемой на промежуточном этапе преобразования аналоговой величины в код. В известных реализациях ИАЦП получили применение практически все виды импульсной модуляции -ШИМ, ЧИМ, ФИМ, ИРМ (импульсно-разностная или, как ее еще называют, Д-модуляция) [5].

Известно [6], что основным источником погрешностей АЦП с промежуточным преобразованием входной величины в сигналы импульсной модуляции является интегратор (абсорбция конденсатора, конечное значение коэффициента усиления используемого в интеграторе операционного усилителя) и что эффективным средством снижения этих погрешностей является повышение частоты импульсной модуляции без изменения постоянной времени интегратора. Однако при использовании широтно- и фазоимпульсной модуляции на этапе получения цифрового эквивалента промежуточной величины задача сводится к преобразованию в код суммы непримыкающих интервалов времени, что приводит к увеличению накопленной ошибки квантования. Полного устранения этой погрешности оказалось возможным достигнуть введением квантования на этапе промежуточного преобразования входной величины в ШИМ-, ФИМ-сигнал.

Среди всех известных видов импульсной модуляции ИРМ по своей сути не может быть реализована без квантования моментов коммутации опорного напряжения, т.е. для устранения накопленной погрешности квантования на этапе получения цифрового эквивалента преобразуемой величины в этом случае не надо применять специальных мер. Именно поэтому такой вид модуляции используется в современных интегрирующих АЦП, называемых сигма-дельта АЦП.

Существенно отметить, что выбор импульсно-разностной модуляции в качестве промежуточного преобразования в ИАЦП представляется не самым удачным по целому ряду причин. Во-первых, при этом для уменьшения специфической погрешности от краевых эффектов (неравенство значений интеграла на концах интервала интегрирования) в сигма-дельта АЦП приходится применять сложные цифровые фильтры. В то же время существуют алгоритмы с промежуточным преобразованием в ШИМ - сигнал, в которых данная погрешность в статическом режиме измерения полностью исключается.

ШИМ предпочтительна и в том отношении, что обеспечивается одно и то же количество переключений опорного напряжения независимо от уровня преобразуемого напряжения, что снижает погрешность от коммутационных выбросов [6].

Список литературы

1. Schreier, R. Understanding Delta-Sigma Data Converters I R. Schreier, G. C. Temes II IEEE Press. - 2008. - 446 p.

2. Ашанин, В. H. ^Т-АЦП с промежуточной интегрально-импульсной модуляцией I В. H. Ашанин, И. С. Баулин II Известия вузов. Поволжский регион. Технические науки. - 2008. - № 4. - С. 86-93.

3. Ашанин, В. H. Проблемы синтеза измерительных преобразователей гетерогенной структуры I В. H. Ашанин II Датчики и системы. - 2011. - № 7. - С. 2-7.

4. Электрические измерения неэлектрических величин I под ред. П. В. Hовицкого. -Изд. 5-е, перераб. и доп. - Л. : Энергия, 1975. - 576 с.

5. Шахов, Э. К. Реализация концепций ^Д-АЦП в интегрирующих АЦП с другими видами импульсной модуляции I Э. К. Шахов, В. H. Ашанин, А. И. Hадеев II Известия вузов. Поволжский регион. - 2006. - № 6. - С. 226-236.

6. Шахов, Э. К. Разделение функций - основной принцип совершенствования средств измерений I Э. К. Шахов, В. H. Ашанин II Датчики и системы. - 2006. -№ 7. - С. 2-7.

УДК 519.711.3

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ И ПРОГРАММА РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ УДАРНО-ВОЛНОВОГО НАГРУЖЕНИЯ ПЛОСКИХ И ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ

Д. Б. Крюков, М. С. Гуськов

Показана актуальность применения многослойных композиционных материалов, полученных сваркой взрывом, в современной технике. Определены технологические параметры процесса ударно-волнового нагружения. Обоснована необходимость применения математического моделирования при расчете схем ударно-волнового нагружения. Создан пакет прикладных программ, позволяющий выполнять конструкторские и технологические расчеты по определению параметров соединения и упрочнения материалов взрывом.

In article is shown the actuality of application of the laminated composites received by welding explosion in current technology. Technological parameters of process of shock and wave loading are determined. The importance of mathematical modeling is proved in calculation of schemes of shock-wave loading. The software package which allows to carry out the design and technological calculations defining parameters of connection and hardening of materials by explosion is created.

Производство материалов, обладающих уникальными физико-механическими и эксплуатационными свойствами, является одной из фундаментальных проблем современной техники. Этим условиям в значительной степени отве-