Đại học công nghệ

Đại học quốc gia Hà
Khoa điện tử viễn thông

KHOá LUậN TốT NGHIệP

Đề Tài : Nghiên cứu thiết kế và thực hiện hệ thống thu nhận
và xử lý dữ liệu nhiều kênh cho biến tử áp suất điện áp dùng
M68HC11.
Giáo viên hớng dẫn : TS Hồ Văn Sung
Trần Ngọc Quý

Sinh Viên thực hiện : Ngô Thế Hải


Lời cảm ơn :
Trong quá trình thực tập và làm khoa luận tốt
nghiệp , tôi được sự hướng dẫn sâu sát , tận tình của thầy giáo
, Tiến sỹ Hồ Văn Sung , anh Trần Ngọc Quý , cùng cán bộ
phòng thực hành bộ môn thông tin vô tuyến đã tạo điều kiện
cho tôi hoàn thành nhiệm vụ thực tập . Nhân dịp này cho php
tôi được bày tỏ lòng biết ơn trân trọng đối với sự giúp đỡ quý
báu đó .
Tôi cũng mong nhận được sự đánh giá , nhận xét và
ghóp ý kiến của Thầy (Cô ) phản biện về bài luận của tôi , để
giúp tôi nâng cao nhận thức của mình hơn nữa về đề tài của
tôi . Tôi xin chân thành cảm ơn .


Chương mở đầu

- Xu huớng các công ty trở lại, đầu tiên số lượng tiêu dùng chủ yếu là đầu
tư phát triển ở trong bộ biến đổi tương tự ra số (ADC).
- Sự thiếu vị trí quan trọng trong thương mại và trong các dịch vụ của thị
trường mà công nghệ đo lường có thể đem lại cho công ty …


Chương 1:
Giới thiệu chung về các sensor
1.1 Các loạI sensor :
Sensor là thiết bị biến các đặc trưng vật lý thành tín hiệu điện lối ra.
Theo tín hiệu ra của Sensor và bộ chuyển đổi có thể chia tín hiệu này thành các thành
các loại sau : thế (biên độ), dòng ,tần số , xung thời gian và mã.
Theo tín hiệu lối vào các sensor được chia thành các loai phổ biến như sau :
+)Sensor áp suất : là thiết bị biến áp suất lối vào thành tín hiệu điện lối ra như điện áp ...
+) Sensor quang : là thiết bị biến ánh sáng thành tín hiệu điện lối ra như : tần số…
+) Sensor công suất: là thiét bị biến công suất lối vào thành tín hiệu điện lối ra như là tần
số …
1.2 Nguyên lý các sensor :
Nguyên lý chung của các Sensor là biến đổi tín hiệu (tác động ) lối vào như là : áp
suất , công suất , nhiệt độ , ánh sáng… thành tín hiệu điện ở lối ra như dòng điện , điện
áp , tần số …
Chương này cung cấp cho chúng ta tổng quan các loại sensor , kỹ thuật các sensor
thông minh bao hàm cả sự phân loại Sensor gần số. Sensor số và sensor gần số (tần số
,chu kỳ, khoảng thời gian và số xung lối ra ) được xem xét ở dưới đây .
Quá trình xử lý tín hiệu và biểu diễn của thông tin đi đến từ bên ngoài là nhiệm vụ
chính của hệ thống thu dữ liệu và thiết bị đo trên cở sở các máy tính .Dữ liệu thu được và
điều khiển hệ thông cần có tín hiệu thực vào bên trong máy tính. Các tín hiệu có thể đến
từ một dảI gồm nhiều tín hiệu khác nhau của các bộ chuyển đổi và các sensor.Theo đó dữ
liệu thu được tập hợp lại sự đo tín hiệu điện từ sensor và bộ chuyển đổi và vào trong máy
tính xử lý. Xa hơn nữa việc xử lý còn bao gồm cả tính chất chuyển đổi của các sensor.

thiết. Trong trường hợp này dữ liệu thu được , tín hiệu đến tù các sensor phải được định
dạng thành một dãy nối tiếp hay là dãy song song. Chức năng này có thể được thực hiện
nhờ bộ biến đổi tương tự ra số (ADC) hay bộ chuyển đổi từ tần số ra số.
-Khối cuối cùng là giao diện bus của các sensor.Một hệ thống thu dữ liệu có thể bắt đầu
cấu hình khi sensor đuợc nối với một bộ ghép kênh số .Khi chúng ta sư dụng một số
lượng sensor lớn thì tổng số chiều dài của cáp nối và số kết nối tại bộ ghép kênh có thể
rất lớn.
Sơ đồ khối cúa các sensor thông minh được chỉ ra ở hình ve sau:

Sensing
el ement

Signal
conditioning

Hình 1.2 Cấu trúc c ủa sensor thông minh

µK

Máy
tính


Trong đó µK là một vi điều khiển .
Một vi điều khiển được sử dụng cho xử lý tín hiệu số (trong ví dụ là mạch lọc số ) ,
biến đổi tương tự ra số ,hay chuyển tần số ra mã , chức năng tính toán và giao diẹn.Vi
điển khiển có tư
hể kết hợp với giao diện mạch chuẩn .Rất nhiều vi điển khiển bao gồm hai dây , nó được
làm phù hợp cho truỳen thông khoảng cách ngắn ( vài mét hoặc dùng giao diện RS232/485 có thẻ dùng cho truyền thông khoảng cách dài hơn).
Sự khác nhau về bản chất của sensor thông minh với sennor tích hợp là với

cao.Trong trường hợp này chúng ta gọi là "sensor thông minh lai ", ở đó phần tử cảm
biến và phần mạch địện tử đặt trong cùng một chỗ.
Sensor ở lĩnh vực tần số -thời gian được làm từ một công nghệ và sự chế tạo
thích nghi : Sự đơn giản hoá của phần mạch chuẩn hoá tín hiệu (signal conditioning
curcuit ) và bộ biến đổi số liệu thu được thành mã , cũng như hoạt động của hệ thông đo
lường và phần cứng cho sự hoạt động .Các sensor cơ bản dựa trên hiện tượng cộng hưởng


và sự thay đổi của máy phát dao động , thông tin của máy phát dao động không được nhớ
về biên độ nhưng nhớ thông số tần số hay thông số thời gian của tín hiệu ra.
Các sensor có tần số là fx , chu kỳ là Tx=1/fx ,độ rộng xung là tp ,khoảng không gian
là ts , chu trình thực hiện là tp/tx ,hệ số truyền trực tiếp là Tx/tp , số xung là N , dịch pha
là ( hoặc khoảng thời gian của tín hiệu ra là ( ,Cac thông tin về các tham số đựoc chỉ ra ở
hình vẽ sau :
Tx=1/fx

……

ts

φ

tp

…….

Hình vẽ 1.3:Các tham số của sensor ở trong lĩnh vực tần số -thời gian .

Trong tất cả các loại sensor xét theo phương diện lối ra , thì lối ra tần số chiếm lượng
tương đối nhiều trong nhóm sensor gần số thông minh. Sau đây ta xem xét các ưu điểm

tử áp suất được thiết kế vào năm 1968 bởi Gieles tạI Philips Reseach Laboatries và được
lần đầu tiên biến tử áp suất tích hợp với lối ra số được thiết kế như lối ra số là tần số .và
được kiểm tra năm 1971 tại Case Westerrn Reserve University . Màng ngan nhỏ bằng
silic với trở cầu nối tạI trung tâm của màng ngăn và được kín khít tới chân hợp kim
vàng-thiếc rất mỏng ,đã được phát triển trong y học như cấy dưới ra ,mô cấy ,ống phóng
xạ để chữa ung thư … và trong các chương trình ứng dụng.
Sensor áp suất biến đổi áp suất từ bên ngoài thành tín hiệu đIện áp lối ra .Để đạt mục
đích này ,sensor bán dẫn sử dụng sự khuyếch tán đá -silíc đo điện trở khác nhau.Yếu tố
trở thiết lập cảm ứng tập trung trên màng silíc mỏng, áp suất cung cấp từ màng mỏng
silíc là nguyên nhân khúc xạ và sức căng lưới tinh thể thay đổi , điều này ảnh hưởng tới
tính chuyển động .Kết quả làm thay đổi điện trở hay máy đo trở. Mức độ dày đặc của
màng mỏng như hình đáng của con trở , nó được quyết định bởi dải đo của áp suất .
Sự tiến bộ của bộ chuyển đổi áp suất /điện áp có nhưng ưu điểm sau :
-Độ nhạy cao .
-Tính tuyến tính tốt.
-Hiện tượng trễ nhỏ .
-Thời gian đáp ứng nhỏ .
Tham số ra của bộ đo trở phổ biến phụ thuộc vào nhiệt độ và đòi hỏi thiết bị bù nếu nếu
nó được sử dụng cho dải nhiệt độ rộng hơn. Tuy nhiên với sự cố của của biến tử thông
minh và MEMS nhiệt độ sai có thể được bù nếu sử dụng sensor nhiệt độ cài sẵn .


Hầu hết các bộ chuyển đổi áp suất MEMS tự động ngày nay đươc tạo ra cho thị trường
bao gồm 4 cấu nồI trổ Wheatstone được chế tạo trong khuôn đá đơn sử dụng phần lớn
công nghệ khắc axít .Yếu tố đo trở được tích hợp cố định trong sensor và được xác định
vị trí theo chiều dài chu vi màng áp suất hợp lý tạI điểm thích hợp của sức căng số đo.
Thiết kế bây giờ có thể chọn hai kiểu kiến trúc sensor : sensor xử lý tín hiệu số và
sensor xử lý tín hiệu tương tự. Kiểu sensor số được đặc trưng bởi bù số hoàn toàn lỗi theo
xắp xếp của hệ thống ,và dáng hình học rất tốt tín hiệu được pha trộn theo công nghệ
CMOS IC có thể hợp nhất xử lý số tinh vi (DSP) bên trong sensor bù IC .Công nhệ DSP

mạch máy thu là tín hiệu tần số tỷ lệ với sự tác dụng .Mối quan hệ gưĩa áp suất đo P và
tín hiệu tần số lối ra f được biểu diễn rõ ràng qua biểu thức sau :


P=(f- fo) /Kp
Với Kp=KF.Seff
Trong đó :
-f là tần số đo đuợc .
KF là hệ số hội tụ cảm ứng.
Kp là hệ số biến đổi của áp suất ra tần số.
Fo là tần số tạI f=0.
Seff là vùng ảnh hưởng của màng.
Sensor áp suất Silíc dựa căn bản trên cơ sở phần lớn trên công nghệ vi cơ khí và VFC
dựa trên cơ sở công nghệ CMOS .Nó có dải áp suât đo được là từ 0 - 40 Kpa , dải tần số
lối ra la 280 -380 KHZ và sai số chủ yếu khoảng +- 0,7 (.
Công ty Kulite tạo ra bộ chuyển đổi áp suất tần số lối ra ETF-1-1000., sensor cung cấp
một tín hiệu ra có thể giao tiếp trực tiếp tới một lối ra số.Bộ chuyển đổi sử dụngmột yếu
tố bán dẫn đo tính trở với những ưu việt sau: độ tin cậy ,sự lặp lạI,đọ chính xác , giảI áp
suất là 1,7 -350 par , tần số lối ra 5-20 Khz , tổng số lỗi dải băng là +- 0,2( Một ví dụ
khác là bộ chuyển đổi áp suất VT 1202/1202 từ Chezra (Ukraine ) với dải tần số ra từ 1522Khz và lỗi chuẩn+- 0,25( và độ phù hợp +- 0,15( .
Geophysical Research Corporation đã công bố bộ chuyển đổi áp suất Amerada Quat .
Sự làm việc của bộ chuyển đổi này như sensor thạch anh kết tinh đáp lại sức ép tạo ra
bởi áp suất . Sự tương ứng này xuất phát từ sự dịch chuyển tần số tương ứng tạo bởi
nguyền cung cấp áp suất . Sự phụ thuộc vào áp suất của sensor ở mức độ nhỏ là không
tuyến tính nhưng rõ ràng trong khi sự kiểm tra cỡ trước khi chia độ (ống đo nhiệt ) là
chính xác bởi việc sử dụng hàm đa thức bậc ba . Trong phép bổ sung , thạch anh kết tinh
cho là hoàn toàn đàn hồi hoàn hảo mà đóng ghóp vào sự lặp lai xuất sắc là đặc trưng của
công nghệ .Hai phép cộng Sensor được sử dụng ,thư nhất là đo nhiệt độ , thứ hai như là
tham chiếu tín hiệu ổn định . Phép đo nhiệt độ được sử dụng cho sự bù nhiệt của áp suất
tinh thể trong khi tín hiệu tham chiếu được sử dung như căn cứ điều chỉnh cố định của

sensor .
+)phương thức sử dụng phân kênh theo không gian ,dựa trên cỏ sở thu được dữ
liệu đồng thời từ tất cả sensor.
2.2> phương thức thu dữ liệu vợi sự phân kênh theo thời gian :
Hầu hết tần số được sủ dung cho cấu hình hệ thống thu dữ liệu với hệ thống phân
kênh theo thời gian được chỉ ra ở hình sau:
ở trong trường hợp này ,lối ra tần số của các sensor là f1,f2,…fn được tới bộ biến đổi tần
số sang mã F/# với sự trợ giúp của sự hơp kênh (MX) , bộ hợp kênh số được điều khiển
bởi vi điều khiển (k .Sự biến đổi tần số sang mã đã biến đổi tần số fx thành mã nhị phân ,
ví dụ như phương thức đếm trực tiếp chu kỳ Tx=1/fx trong khoảng gian lượng tử Tq hoặc
theo phương thức đếm gián tiếp số xung của tần số tham chiếu cao fo trong mộtchu kỳ
Tx hay n chu kỳ nTx.ở trong hệ thống thu dũ liệu hiện đạI cho các sesor lối ra là tần số ,
bộ biến đổi tần số thành mã có thể thực hiện trực tiếp bởi vi điều khiển mà không phảI
thêm phần cứng .


Sau khi biến đổi từ tần số sang mã ,, mã nhị phân qua vi điều khiển và thành một dãy
dữ liệu .Nó cần thiết , quá trình xử lý tín hiệu có thể cộng thêm như : Sự tuyến tính , sự
hợp nhất … có thể thực hiện được trong vi điều khiển hoặc DSP. Dữ liệu thu được tới
máy tính ( qua hệ thống BUS ,cổng ghép nối I/O , hay sự trợ giúp của bộ nhớ truy cập
(DMA)) cho quá trình sử lý , hiển thị hay đẻ đIũu khiển hệ thống .
Sensor có thể đươc hỏi tuần hoàn đồng bộ như là phần mềm điều khiển đồng bộ -vi
điều khiển sẽ chọn các sensor cần thiết tuỳ thuộc vào từng công việc .ở trong hệ thống
thu của dữ liệu với bộ biến đổi tần số tại chu kỳ tuần hoàn với thời gian không đổi ở
trong chu kỳ thời gian hỏi vòng (o có thể tính toán được theo biểu thức cho phep sau :
τo= n(Tq +τ1 +τ2)
Trong đó :
-Tq là thời gian lượng tử háo trong bộ biến đổi tàn sang mã.
-τ1 là thời gian trễ giữa sự kết thúc của bộ biến đổi trước sensor và lệnh tới hỏi sensor
tiếp theo .

R

1 CD
2
n


DQ
C
R
…..
DQ
C
R

S Q
R

S Q
R

S Q
R

)
)

Hình vẽ 3.2 hệ thống thu dữ liệu dụă trên cở sở hỏi vòng nhanh trong một chu kỳ.
Thiết bị này bao gồm một vài triger R-S (theo số kênh của hệ thống ) ,với nhiều cổng
AND cho phép làm việc đơn giản với một công tắc tần số ,và một bộ mã hoá CD cho boọ

f2

N2

PC bus
PC BUS
Hay
cổng

……
.
xn

fn

Nn
F/#n

ở trong hệ thống này gồm có n bộ biiến đổi tần sang mã (theo số kênh ), n-kênh hép và
một hệ thống xử lý với n lối vào được sử dụng .Vi sử lý thực hiện việc đo đạc một vài tần
số đồng thời , có một kênh độc lập cho bộ biến đổi tần số sang mã .Vi xử lý bắt đầu đòng
thời ở tất cả các bộ biến đổi (do phần mềm dồng bộ đIũu khiển ) , và kết thúc quá ttrình
sử lý đọc va đưa ra kết quả .
Tuy nhiên ,sự tiến bộ quan trọng của là sự táI tạo lạI đựoc thông tin đã mất của phép
đo, nó có thể thực hiện được bằng việc cộng thêm phần cứng và giá cả.Tất cả sự hạn chế
số kênh trong hệ thống thu dữ liệu hoặc cần thiết có thể phân chia một số phần của bộ
biến đổi , mà nó có thể lệnh cho toàn bộ bộ biến đổi tần số sang mã .
Một trong những giải pháp được sử dụng là một thiết bị biến đổi tần số nhiều kênh với ,
đồng thời với phần cứng thu nhỏ và quá trình dô tần số của các sensor là song song ., vì
thế đọ chính xác tăng lên mà không phảI tăng thời gian đo ,sơ đò mạch của thiết bị biến


fn

Hình vẽ .3.4 thiết bị biến đổi nhiềut ần số nhiều kênh đồng thờI
Trong đó : SW1, SW2 ,… SWn là các chuyển mạch .
Mỗi một kênh bao gồm một bộ chia tần số ,một công tắc và một thanh ghi đệm.Bộ đém của tần số tham chiếu
fo và thanh ghi lệnh chotất cả kênh đo.
Tần số đã được biến đổi có thể đuợc tính theo biểu thức sau :
f1= N1.K1.fo/(No.Ko-n1+n2)

ở đây :
fo là tần số tham chiếu
f1 là tần số lối vào
N1 là dung lượng bộ chia
No là dung lượng bộ đếm tấn số tham chiếu.
K1 là số tràn của bộ chia
Ko là số tràn của bộ đếm tần số tham chiếu
-n1 là số được ghi vào bộ đếm tần số tham chiếu tạI luc bắt đầu chu kỳ đo
-n2 là số được ghi vào bbọ đếm tần số tham chiếu tạI lúc kết thúc chu kỳ đo
3.4 Cầu trúc sensor thông minh và hệ thồng thu dữ liệu :
Phụ thuộc vào cấu trúc các sensor , sơ đồ cấu ttrúc của hệ thu dữ liệu có các cách có thể
khác nhau ,sau đây chúng ta chỉ ra một số sơ đồ cụ thể dưới đây .
-Cấu trúc sensor thông được chỉ ra như sau lốI ra tương tự chủa sensor S là lốI vào đầu
tiên của bộ khuyếch đạI và được hiệu chỉnh giá trị offset và độ tuyến tính ,sau đó qua bộ
biến đôit thế sang tần số .Qua đó tín hiệu trong lĩnh vực tần số -thờI gian được biến đổI
thành mã .Dạng tín hiệu của bộ biến đổI thế thành mã được truyền tớI BUS hệ thống và
BUS điều khiển .

S



F/#

U
X
Sensor
thông
minh

(n)

hình 3.6: Cầu trúc nhiều sensor thông minh
Trong đó :
S1, S2,… Sn là các sensor lốI vào .
(1), (2),… (n) Là các bộ chuẩn hoá tín hiệu.
MUX là bộ hợp kênh.
F/# là bộ biến đổI tần thành mã .
Bộ hợp kênh dùng để hợp tầt cả các tín hiệu sau khi đi qua phần cảm biến thành một tín
hiệu , sau đó qua bộ biến đổI tần số thành mã , và tạI ở đây tín hiệu truyền tớI các BUS
-Cấu trúc đơn giản đó là hệ thốnh một kênh , sensor được lốI qua bộ bộ chuyển đổI tần
thành mã và tớI vi điều khiển , có cấu truc như sau .

sensor
Sensor thông minh

chuẩn hoá tín
hiệu

Máy tính
F/#

(4)Phương pháp biến đổi Fỏuiẻ rời rạc -DFT
(5)Phương pháp biến đổi độ dịch pha thành mã
Chọn công nghệ biến đổi nào là phụ thuộc vào sự phân giải mong muốn và tốc độ dữ liệu
thu được .
+)Với hệ thống cần tốc độ dữ liệu thu được lớn thì ta dùng công nghệ đo chu kỳ (ký
thuật đếm gián tiếp ) có thể được sử dụng .
+)Với độ phân giảI và độ chính xác cao phảI sử dụng kỹ thuật đo tần số ( đo tần số
trực tiếp) , kỹ thuật tích hợp


Sự so sánh đơn giản của phương thức đém trực tiếp cũng như phương thức đếm gián
tiếp với các phương pháp khác là hiệu suất cao và tính chất chung có đóng ghóp vào sự
phổ biến của chúng .Chúng trở nên cơ bản ,truyền thống.
DSP dưạ trên cơ sở sự biến đổi tần số thành mã của một tín hiệu hàI hoà
trong cơ sở phân tích phổ rời rạc đã được phát triển cho
những tiến bộ của vi điện tử .Ngày nay, ứng dụng của chúng là đủ kinh tế ,xa hơn chíp vi
đIũu khiển DSP rẻ hơn được sử dụng trong sensor thông minh.
Sự phát triển xa hơn của công nghệ vi điện tử ,vi hệ thống sensor thông
minh và sự tiến bộ mới của phương thức chuyển đổi tần số thành mã như sau:
+)Độ chính xác tăng , tốc độ và phương thức đo tin tưởng tuyệt
đối .
+)sự mở rộng chức năng và dảI tần biến đổi.
+)Tự động hoàn thành sự đo đạc ,đIũu khiển ,quá trình xử lý
số,
tự thích nghi ,tự chuẩn đoán.
+)Mạch đơn giản hay chíp nhỏ
+) Giá cả giảm , kích thước, công suất tiêu thụ.
3.3 Phương pháp biến đổI tần số thành mã dùng phép biến đổI Fourier rờI rạc:
Sau đây ta xét phương thức bộ chuyển đổi tần số sang mã dụă trên cơ sở biến đổi
Fourier rời rạc.



Vi đIều khiển DSP gồm hai bộ ADC 10bít và ngoài ra nó còn được thiết lập các thiết bị
ngoạI vi có hữu ích ở trong sensor như : thiết bị bấm giờ ,bộ điều chế độ rộng xung
PWM và hộp chứa các modul…
Phương pháp biến đổi tần số -mã dụă theo biến đôir Fourier rời rạc với lối vào số hoá
hàon toàn bởi kỹ thuật vẽ tạI N-1 và N đIúm .yếu tố quyết định đến số linh kiện phân tích
phổ lớn nhất vơI sự guíp đỡ của biến đoỏi Fourier rời rạc và tính toán sử dụng bộ biến đổi
tần số.
Các thiết bị cho phep làm việc :một tín hiệu nối vào được nhận diện (miêu tả ) ở trong bộ
biến đổi ADC và theo đó ta thu đươc là các số rời rạc N và N-1 . Các số rời rạc này được
đuă vào hai khối DFT1 và DFT2 , sau đó đuợc tính toán bởi biến đổi Fourier , phổ rời rạc
được tạo ra .Số linh kiện phổ lớn nhất được quyết định ở trong khối SCmax1 và Scmax2
.Rồi cuối cung khối ALU tính toán tần số .
Biểu thức xác định tần số trong mỗi thiết bị phổ có thể cho như sau:
fx=(K1 +a1 ).∆f và fx =K2 +a2(N-1) . ∆f (1)
Qua đó liên hệ vớI tần sồ F= fx/∆f
Trong đó :
F= K1 + a1.N (2)
F= K2 + a2 .(N-1) (3)
ở đây a1, a2 là số chu kỳ của biến đổI Fourier cho N và N-1 điểm.
Khi mà N> N-1 và a1N -X.(N-1).N

1

N

2N

I1N K1 +I1N

IN

hình b.phổ rời rạc
Sau đó số hoá tín hiệu lối và thu được các điểm rời rạc của phổ :
hình vẽ (b)
Với mỗi tín hiệu lối vào ta thu được phổ rời rac nhưng có thể so sánh chung được ,
chúng ta có thể tìm thấy những tần số đúng là tạI đIúm cực đạI của chu kỳ phổ trùng khít
nhau:
hình vẽ (c)
S(k)
c)

k


0

1

N-1

2(N-1) I2(n-1)+l2(n-1) I(N-1).

một vi điều khiển hoặc một vi xử lý DSP ở trong cấu trúc của nó, nó thích hợp cho sự
hoạt động hiệu quả trong lĩnh vực số. Tuy nhiên trước kia trong một khoảng thời gian
ứng dụng tới hạn cũng như trong điều khiển tự động hệ thống xung- tần số chuyển đổi
chính xác với xung- tần số tín hiệu vẫn được sử dụng. Chúng ta quan tâm tới một vàI
chuyển đổi đặc biệt: Tần số (chu kỳ) thành viễn cũng như tới qúa trình xử lý tín hiệu sử
dụng cho sensor, sự cải tiến chính xác cho sensor (lượng tử và táI tạo) và tăng tính ổn
định của sensor.
Các toán tử trong xử lý tín hiệu của sensor thông minh:
4.2 Toán tử cộng và toán toán tử trừ :
Thường trong quá trình xử lý tín hiệu tần số nó là cần thiết trừ một tần số với một tần
số khác hoặc cộng hai hay nhiều tần số. Tại ban đầu thông tin đến vào trong bộ cộng
bằng dãy nối tiếp của các xung với tần số Fi (t), tỷ lệ với thông số tức thời x(t), phép
tổng sẽ táI tạo lại dãy nối tiếp của xung với tần số F(t) dạng theo biểu thức cho phép.
F(t) = k (F1(t) + F2 (t)).
ở đây F1 (t) = kx1(t), F2 (t) = kx2 (t). là thông tin ban đầu của dạng xung- tần số.
k: Là số không đổi.
Quay trở lạI,phép trừ táI tạo dãy xung nối tiếp với tần số F (t) theo biểu thức:
F(t) = k (F1(t) - F2 (t)).


Từ hai biểu thức ban đầu cho tần số xác định cho phép phương thức của sự đếm phụ
thuộc theo biểu thức của thuật toán chuyển đổi và quyết định của quyết định của phép
tổng tuyệt đối của hai tần số có cấu trúc là:
fx = fx1 + fx2 = f0 (Nx2/N2 + NX1 N1 ) ;
Phép cộng tuyệt đối của hai chu kỳ:
Tx = Tx1 + Tx2 = To(N2/Nx2 +N1/Nx1 ) .
Biểu thức đơn giản có thể đạt được sự giải quyết của một sự tuyệt đối và có liên quan
đến hai tần số khác nhau (chu kỳ). Ngoài ra như đã biết thời gian lượng tử Tg là có thể
xác định mức của sự thay đổi tổng và sự khác nhau của chu kỳ tần số. Phép cộng và phép
trừ tần số của các thiết bị được sử dụng như thiết bị phức tạp như máy tần số với sự hồi



Tín hiệu của tần số ra của bộ nhân gấp km lần tần số lối vào. Sau đó tần số đã được
nhân phải được biến thành một dạng mã. Do đó bằng sai sốlượng tử đã cho, thời gain
lượng tử Tg có thể được táI tạo lạI ở dạng gấp km lần, khi tổng số tham số biến đổi
chậm có thể được đo với sự chợ giúp của một trong nhiều kênh thu dữ liệu, bằng sự đo
nhanh sự biến đổi tham số bởi động lực học,bởi cung cấp sai số lượng tử sẽ phảI gảim
km2. Bộ nhân tần số sử dụng thời gian lượng tử Tg đã cho phép táI tạo sai số lượng tử
giảm km lần.
Bộ nhân tần số thống nhất (hợp nhất) tín hiệu lối ra của sensor tần số và bộ chuyển
đồi, đây là đIũu đặc biệt quan trọng khi mà sự đa dạng (loạI) sensor được sử dụng trong
hệ thống thu dữ liệu. Do đó điều đó là ước muốn. Lối ra tần số của tất cả hay một phần
của các sensor được nhận bởi một bộ nhân tần số. Theo đó thừa số nhân có thể thay đối
qua ( dải dộng mà không tổn thất về tốc độ. Bộ nhân tần số hơn nữa có thể mang ra ngoài
sức chuyển đổi các hàm khác nhau của tín hiệu tần số vào nên chúng phải được sử sụng
cho hiệu chỉnh không tuyến tính của tín hiệu sensor. Khi km < 1 chúng ta có một bộ chia
tần số…
Khía cạnh bề ngoài của bộ nhân tần số là hệ số nhân tốc độ và dải tần số. Bộ nhân tần
số sử dụng ở trong bộ biến đổi tần số thành mã, nên cung cấphệ số nhân lớn nhất, tốc độ
cao nhất và một dải tần làm việc rộng. Những đòi hỏi này là không mâu thuẫn nhau. Thật
vậy, khi km tăng thường đi theo là dải tần hẹp, ngược lại khi mở rộng dải tần số điều
khiển tốc độ giảm.
Bộ nhân tần số với dạng xung của tín hiệu lối vào và lối ra có thể thu được rất to lớn.
Nừu dạng của tín hiệu lối vào khác dạng của phép cộng có thể được mang ra ngoài. Tuy
nhiên bởi vì sự giao thoa của nhiều nhân thời gian của dạng xung, chu kỳ được nhân mở
rộng lối vào xung với một vàI lỗi.
Nếu tín hiệu sensor có dạng răng cưa, tổng số xung được định dạng đặt tại một vàI
mức bởi điện áp vào bao gồm một đường dốc điện áp răng cưa và một mức dao động là
hằng số tạo lên bộ nhân không phù hợp cho một dải tần số làm việc rộng bởi vì các xung
sắp xếp ở dạng thời gian trở nên đồng dạng nhau. Bởi bộ chia tần số với giá trừ nhỏ