Преобразователь сигнала что это
преобразователь сигнала
3.6 преобразователь сигнала (signal converter): Составная часть двуручного устройства управления, принимающая входной сигнал от исполнительного устройства управления и передающая и (или) преобразующая этот сигнал в форму, приемлемую для устройства обработки сигнала (см. рисунок 1).
Смотреть что такое «преобразователь сигнала» в других словарях:
преобразователь сигнала — [IEV number 151 13 37] EN (signal) transducer device for transforming a physical quantity representing information into a physical quantity of different kind representing the same information, one of the two quantities being electric Source: 702… … Справочник технического переводчика
преобразователь сигнала (в информационных технологиях) — преобразователь сигнала Радиоэлектронное устройство, которое усиливает сигнал определённого диапазона (блока) частот и сдвигает на высокую частоту для последующей передачи на спутник. BUC при отправке данных выполняет функции, обратные функциям… … Справочник технического переводчика
преобразователь — 3.1 преобразователь (transducer): Устройство для преобразования измеряемого механического движения, например, ускорения в заданном направлении, в величину, удобную для измерения или записи. Примечание Преобразователь может включать в себя… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
преобразователь расхода — преобразователь расхода: Средство измерений расхода жидкости, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и (или) хранения, но не поддающейся… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ — устройство, преобразующее величины одного вида (энергию, сигналы) в др. виды и формы, удобные для дальнейшего использования. Разнообразные по принципу действия и конструкции П. широко применяют в автоматике и телемеханике, информатике и… … Большая политехническая энциклопедия
Преобразователь угол-код — Датчик угла Датчик угла или преобразователь угол код, также называемый энкодер устройство, предназначенное для преобразования угла поворота вращающегося объекта (вала) в электрические сигналы, позволяющие определить угол его поворота. Широко… … Википедия
преобразователь частоты аппаратуры системы передачи с ЧРК — преобразователь частоты Устройство, осуществляющее перенос полосы частот сигнала электросвязи без ее изменения из исходного в заданный диапазон частот и состоящее из амплитудного модулятора и устройств, ограничивающих полосу частот сигнала одной… … Справочник технического переводчика
Преобразователь электрической энергии — Преобразователь электрической энергии это электротехническое устройство, предназначенное для преобразования параметров электрической энергии (напряжения, частоты, числа фаз, формы сигнала). Для реализации преобразователей широко… … Википедия
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ — ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ, устройство для превращения любого неэлектрического сигнала (света, звука и т. д.) в электрический, и наоборот. Примерами служат микрофоны, громкоговорители, звукосниматели проигрывателей и разнообразные… … Научно-технический энциклопедический словарь
преобразователь Гильберта — Устройство, обеспечивающее сдвиг фаз сигнала на 90° в широкой полосе частот. [Л.М. Невдяев. Телекоммуникационные технологии. Англо русский толковый словарь справочник. Под редакцией Ю.М. Горностаева. Москва, 2002] Тематики электросвязь, основные… … Справочник технического переводчика
Преобразователь сигнала что это
В современном мире широко применяются различные типы преобразователей сигналов, как в промышленности, так и на бытовом уровне.Такие приборы представлены в большом количестве разных модификаций, в зависимости от их назначения. Попробуем немного разобраться в этом многообразии в данной статье.
Для чего нужны преобразователи сигналов?
Аналого-цифровой преобразователь
Данный вид преобразователь передает какой-либо аналоговый сигнал (показатель напряжения, например) в цифровой вид. Один из основных критериев эффективности работы рассматриваемого аппарата — разрядность данных на выходе. Его величина определяет уровень отношения сигнала к шуму. Еще один значимый параметр, характеризующий качество работы такого устройства — скорость формирования выходного сигнала. Оптимальные показатели обеспечивают устройства папллельного типа. В них осуществляется формирование больших потоков сигналов с использованием необходимого количества выводов. Данная особенность функционирования аппарата во многих случаях предопределяет выпуск соответствующих преобразователей, характеризующихся большими габаритами. Кроме того, аналоговые преобразователи сигналов могут иметь достаточно высокий уровень энергопотребления. Однако, с учетом эффективности работы данных устройств, отмеченные их особенности зачастую не рассматриваются как недостатки. Преобразование сигналов с аналоговых в цифровые параллельными устройствами осуществляется достаточно быстро. Обеспечить еще более высокую скорость работы соответствующего типа девайсов можно посредством соединения нескольких устройств, благодаря чему они могут обрабатывать потоки сигналов по очереди.
Альтернативой параллельным преобразователям являются последовательного типа. Обычно они менее энергозатратны, однако менее производительны. Следует отметить, что существуют устройства смешанного типа, сочетающие в себе функции последовательных и параллельных преобразователей. Во многих случаях они являются самыми оптимальными решениями с точки зрения соответствия критериям экономичности и производительности.
Цифро-аналоговые преобразователи
Подобные устройства преобразует сигнал, содержащий цифровой код, в ток, напряжение или же заряд, который передается на обработку в аналоговые модули. Конкретные механизмы данной трансформации зависят от типа исходных данных. Например, если речь идет о звуке, то на входе он обычно бывает представлен в импульсно-кодовой модуляции. Если исходный файл сжатый, то в целях преобразования сигналов могут применяться специальные программные кодеки.
Устройства, в состав которых входят рассматриваемые преобразователи, могут дополняться модулями различного назначения, например усилитель видеосигнала. Он во многих случаях необходим для того, чтобы обеспечить высокое качество картинки при трансформации аналогового сигнала в цифровой. Также усилитель видеосигнала применяется, если нужно осуществить передачу картинки на значительное расстояние.
Ультразвуковые преобразователи
Самым распространенным представителем данной категории является погружной агрегат, который предназначен для передачи в воду или иную жидкую среду ультразвука с определенной частотой. Данное устройство может применяться, к примеру, в целях осуществления очистки различных объектов от загрязнений — в составе ванн, используемых в целях ультразвуковой очистки. Кроме того, ультразвуковой преобразователь может применяться в целях контроля целостности тех или иных конструкций, соединений, проверки объектов на предмет повреждений.
Линейные и импульсные преобразователи
Импульсный преобразователь предполагает более активное представление сигналов как на выходе, так и при внутренней их обработке. Однако в случае если данная операция осуществляется лишь на внутреннем этапе обработки сигналов, соответствующее устройство может формировать фактически те же показатели, что и в случае, когда задействуется линейный преобразователь. Таким образом, понятие линейной либо импульсной обработки может рассматриваться только лишь в контексте принципа действия ключевых аппаратных компонентов прибора соответствующего типа.
Импульсные преобразователи в основном задействуются в тех случаях, когда в составе используемой инфраструктуры предполагается обработка сигналов большой мощности. Это связано с тем, что КПД соответствующих устройств в подобных случаях значительно выше, чем при их использовании в целях обработки сигналов меньшей мощности. Еще один фактор выбора данных решений — задействование трансформаторных или же конденсаторных устройств в составе используемой инфраструктуры, с которыми импульсные преобразователи имеют оптимальную совместимость.
В свою очередь, линейный преобразователь — это устройство, которое применяется в рамках инфраструктуры, в которой осуществляется обработка сигналов небольшой мощности. Либо если есть необходимость снизить помехи, образующиеся вследствие работы преобразователя. Стоит отметить, что КПД рассматриваемых решений в инфраструктуре большой мощности — не самый выдающийся, поэтому данные устройства чаще всего выделяют больший объем тепла, чем импульсные преобразователи. Кроме того, их вес и габариты также существенно больше.
Измерительные преобразователи
Измерительный преобразователь — устройство, которое также может быть представлено в большом количестве разновидностей. Объединяет данные девайсы приспособленность как к измерению, так и к преобразованию тех или иных величин. Общераспространенной можно считать схему функционирования измерительных устройств соответствующего типа, при которой сигнал обрабатывается в несколько этапов. Сначала преобразователь принимает его, затем трансформирует в ту величину, которая может быть измерена, после — трансформирует в некую полезную энергию. Например, если используется аналоговый измерительный преобразователь тока, то осуществляется трансформация электрической энергии в механическую. Конечно, конкретные механизмы применения соответствующих решений могут быть представлены в исключительно широком спектре. Распространено использование измерительных преобразований в научных целях как части инфраструктуры для проведения опытов, исследований.
Измерительные преобразователи входят в состав более сложных устройств — например, системы автоматизации измерений на производстве. Такие устройства делятся на 2 основные группы — первичные и промежуточные.
Первичные преобразователи применяются как датчики. То есть представляют собой преобразователи, на которые та или иная измеряемая величина действует непосредственно. Остальные девайсы относятся к категории промежуточных. Они размещаются в измерительной инфраструктуре сразу после первых и могут отвечать за большое количество операций, связанных с преобразованием, условно классифицируемых на:
Электронно-оптические преобразователи
Объединяет электронно-оптические преобразователи общий принцип работы: он предполагает осуществление преобразования невидимого объекта — например, подсвечиваемого инфракрасными, ультрафиолетовыми или, к примеру, рентгеновскими лучами, в видимый спектр. При этом соответствующая операция, как правило, осуществляется в 2 этапа. На первом невидимое излучение принимается на фотокатод, после чего оно трансформируется в электронные сигналы. Которые уже на втором этапе преобразовываются в видимую картинку и выводятся на экран. В случае если это компьютерный монитор, то сигнал может быть предварительно преобразован в цифровой код.
Электронно-оптические преобразователи традиционно классифицируются на несколько поколений. Устройства, относящиеся к первому, имеют в своем составе стеклянную вакуумную колбу. В ней располагаются фотокатод и анод. Между ними формируется разность потенциалов. При подаче на преобразователь оптимального напряжения внутри его формируется электронная линза, способная фокусировать потоки электронов.
В преобразователях второго поколения присутствуют модули ускорения электронов, вследствие чего усиливается яркость изображения.
В устройствах третьего поколения применяются материалы, позволяющие увеличить чувствительность фотокатода как ключевого компонента электронно-оптического преобразователя более чем в 3 раза.
Резистивные преобразователи
Данные преобразователи приспособлены к изменению собственного электрического сопротивления при воздействии той или иной измеряемой величины. Также они могут осуществлять корректировку углового и линейного перемещения. Чаще всего данные преобразователи включаются в системы автоматизации с датчиками давления, температуры, уровня освещенности, измерения интенсивности различных видов излучения. Основные преимущества резистивных преобразователей:
Резистивные датчики температуры
Разновидность резистивных преобразователей, обладающих компонентами, которые имеют чувствительность к изменениям окружающей температуры. В случае если она повышается, то их сопротивление может увеличиваться. Данные устройства характеризуются прежде всего очень высокой точностью. В составе данных устройств присутствуют элементы, изготавливаемые из платины — в этом случае коэффициент сопротивления будет ниже, или меди.
Реостатные преобразователи
Принцип работы данных приборов основан на измерении электрического сопротивления того или иного проводника при воздействии входного перемещения. Обычно такие устройства включаются в состав делителей напряжения или применяются в качестве составного элемента измерительных мостов. Если говорить о достоинствах, характеризующих реостатные преобразователи, то к таковым можно отнести:
В то же время резистивные преобразователи соответствующего типа не всегда надежны и во многих случаях требуют от предприятия затрат значительных ресурсов на поддержание функциональности.
Как выбрать преобразователь аудиосигнала
АЦП, ЦАП: зачем нужен преобразователь аудиосигнала?
ЦАП – цифро-аналоговый преобразователь – нужен для преобразования аудиосигнала из цифрого формата в аналоговый; обычно, для передачи в усилитель или немедленного озвучивания.
Все современные форматы записи аудио используют цифровое представление. И треки на CD или blu-ray дисках, и mp3-файлы, и музыка с iTunes – все они хранятся в цифровом формате. И для того, чтобы воспроизвести эту запись, её надо преобразовать в аналоговый сигнал – эту функцию и выполняет цифро-аналоговый преобразователь. Встроенный ЦАП присутствует в любом устройстве, воспроизводящем музыку. Но часто бывает, что качество проигрывания одних и тех же аудиофайлов (или треков с одного и того же диска) на разных плеерах заметно отличается. Если при этом используются одинаковые усилители и наушники, значит, проблема в ЦАП плеера.
Аудиосигнал, прошедший через низкокачественный ЦАП
ЦАПы бывают разные: дешевые преобразователи с низким энергопотреблением (часто используемые производителями в мобильных устройствах) имеют низкое быстродействие и малую разрядность, что сильно сказывается на качестве звука.
Кроме того, внешний ЦАП может оказаться очень полезным при прослушивании музыки, записанной в loseless-форматах (форматах записи аудио без потерь качества) с высокой дискретизацией, обеспечивающей максимальное подобие записи и оригинала. Поскольку распространяются такие записи, в основном, через Интернет, часто их прослушивают прямо с компьютера. Но качественная звуковая карта редко встречается на ноутбуках и планшетах, да и встроенные в материнскую плату десктопного компьютера звуковые карты не отличаются высоким качеством. И в этом случае весь смысл прослушивания loseless музыки теряется абсолютно. Ситуацию можно исправить, если на компьютере есть цифровой аудиовыход, например, S/PDIF. Подключив к нему ЦАП с частотой дискретизации и разрядностью не меньшей, чем у прослушиваемой записи, можно получить аналоговый сигнал высокого качества.
Еще один приятный бонус можно получить, приобретя ЦАП с поддержкой Bluetooth. Это позволит слушать отличную музыку на подключенных к преобразователю динамиках, не будучи «привязанным» к нему проводами. Для мобильного компьютера (планшета или ноутбука) это может оказаться очень удобным. Кроме того, с таким преобразователем вы сможете проигрывать музыку с других устройств, поддерживающих Bluetooth и легко переключаться между ними.
АЦП – аналого-цифровой преобразователь – нужен, наоборот, для преобразования аналогового аудиосигнала в цифровой формат. АЦП будет незаменим при оцифровке (переводе в цифровой формат) старых аналоговых записей: на грампластинках, аудио и видеокассетах. Также АЦП потребуется при записи в цифровом виде «живого» звука с микрофона. Плееры с функцией записи и компьютерные звуковые карты имеют встроенный АЦП, но если вам важно качество оцифровки, лучше доверить эту задачу специализированному устройству.
Несмотря на совершенно противоположные задачи, АЦП и ЦАП обладают некоторыми общими характеристиками, оказывающими большое влияние на качество преобразования.
Характеристики преобразователей аудиосигнала.
Для АЦП частота дискретизации определяет, с какой частотой преобразователь будет измерять амплитуду аналогового сигнала и передавать её в цифровом виде. Для ЦАП – наоборот, с какой частотой цифровые данные будут конвертироваться в аналоговый сигнал.
Чем выше частота дискретизации, тем результат преобразования ближе к исходному сигналу. Казалось бы, чем выше этот показатель, тем лучше. Но, согласно теореме Котельникова, для передачи сигнала любой частоты достаточно частоты дискретизации, вдвое большей частоты самого сигнала. С учетом того, что самая высокая частота, различимая на слух – 20 кГц (у большинства людей верхняя граница слышимого звука вообще проходит в районе 15-18 кГц), частоты дискретизации в 40 кГц должно быть достаточно для качественной оцифровки любого звука. Частота дискретизации audio CD: 44.1 кГц, и максимальная частота дискретизации mp-3 файлов: 48 кГц, выбраны как раз исходя из этого критерия. Соответственно, ЦАП, проигрывающий аудиотреки и mp3-файлы, должен иметь частоту дискретизации не менее 48 кГц, иначе звук будет искажаться.
Зеленым цветом показан исходный аудиосигнал, состоящий из нескольких гармоник, близких к 20 кГц. Малиновым цветом обозначен цифровой сигнал, дискретизированный с частотой 44.1 кГц. Синим цветом обозначен аналоговый сигнал, восстановленный из цифрового. Хорошо заметны потери в начале и конце отрезка.
Теоретически, такой частоты дискретизации должно быть достаточно, но практически иногда возникает надобность в большей частоте: реальный аудиосигнал не полностью отвечает требованиям теоремы Котельникова и при определенных условиях сигнал может искажаться. Поэтому у ценителей чистого звука популярны записи с частотой дискретизации 96 кГц.
Частота дискретизации ЦАП выше, чем у исходного файла, на качество звука не влияет, поэтому приобретать ЦАП с частотой дискретизации выше 48 кГц имеет смысл, только если вы собираетесь прослушивать с его помощью blu-ray и DVD-аудио или loseless музыку с частотой дискретизации, большей 48 кГц.
Если вы твердо нацелились на приобретение преобразователя с частотой дискретизации выше 48 кГц, то экономить на покупке не стоит. ЦАП, как и любое другое аудиоустройство, добавляет в сигнал собственный шум. У недорогих моделей шумность может быть довольно высокой, а с учетом высокой частоты дискретизации, на выходе такого преобразователя может появиться опасный для динамиков ультразвуковой шум. Да и в слышимом диапазоне шумность может оказаться настолько высокой, что это затмит весь выигрыш от повышения частоты дискретизации.
Чем выше разрядность, тем выше точность измерения или восстановления амплитуды сигнала
Разрядность – вторая характеристика, непосредственно влияющая на качество преобразования.
Разрядность ЦАП должна соответствовать разрядности аудиофайла. Если разрядность ЦАП будет ниже, он, скорее всего, просто не сможет преобразовать этот файл.
Треки audio CD имеют разрядность 16 бит. Это подразумевает 65536 градаций амплитуды – в большинстве случаев этого достаточно. Но теоретически, в идеальных условиях, человеческое ухо способно обеспечить большее разрешение. И если о разнице между записями с дискретизацией 96 кГц и 48 кГц можно спорить, то отличить 16-битный звук от 24-битного при отсутствии фонового шума могут многие люди с хорошим слухом. Поэтому, если ЦАП предполагается использовать для прослушивания DVD и Blu-ray аудио, следует выбирать модель с разрядностью 24.
Чем выше разрядность АЦП, тем с большей точностью измеряется амплитуда звукового сигнала.
При выборе АЦП следует исходить из того, какие задачи с его помощью предполагается решать: для оцифровывания «шумных» аудиозаписей со старых магнитофонных лент высокая разрядность АЦП не нужна. Если же вы планируете получить качественную цифровую запись со студийного микрофона, имеет смысл воспользоваться 24-битным АЦП.
Количество каналов определяет, какой звук сможет преобразовывать устройство. Двухканальный преобразователь сможет обрабатывать стерео и моно звук. Но для преобразования сигнала формата Dolby Digital или Dolby TrueHD понадобится, соответственно, шести- или восьмиканальный преобразователь.
Соотношение сигнал/шум определяет уровень шума, добавляемого в сигнал преобразователем. Чем выше этот показатель, тем более чистым остается сигнал, проходящий через преобразователь. Для прослушивания музыки нежелательно, чтобы этот показатель был ниже 75 дБ. Hi-Fi аппаратура обеспечивает минимум 90 дБ, а высококачественные Hi-End устройства способны обеспечить отношение сигнал/шум в 110-120 дБ и выше.
Преобразователи аудиосигнала скорее относятся к студийному и домашнему оборудованию, поэтому питание большинства преобразователей производится от сети 220В. Но существуют и преобразователи, которые питаются от аккумуляторов и могут быть использованы автономно. Это может оказаться удобным при использовании преобразователя с мобильным устройством – ноутбуком, планшетом, смартфоном или плеером.
Некоторые преобразователи получают питание через разъем micro-USB, при этом получать (или передавать) аудиосигнал через этот разъем они не могут. Если вам важно, чтобы ЦАП мог читать аудиофайлы на USB-носителях, перед покупкой убедитесь, что USB на устройстве используется не только для питания.
Варианты выбора.
Если вам нужно устройство, с помощью которого можно будет оцифровать старые магнитофонные записи или записать на компьютер звук с микрофона, вам нужен аналогово-цифровой преобразователь. Цены на них начинаются от 1100 рублей.
Если вы желаете получить устройство для качественного проигрывания аудифайлов со смартфона с возможностью беспроводного соединения, выбирайте среди ЦАП с поддержкой Bluetooth. Такое устройство обойдется вам в 1400-1800 рублей.
Если же вы желаете услышать все богатство звука, записанного в loseless-формате с высокой частотой дискретизации и битностью 24, вам понадобится соответствующий ЦАП. Стоить он будет от 1700 рублей.