Компенсация задержек мультиплексированных каналов с помощью программы ZETFormula.

Для чего это нужно?

На модулях ZET 210, ZET 220, ZET 230 установлен один аналогоцифровой преобразователь (АЦП), который выполняет последовательную оцифровку всех подключенных каналов. АЦП в равные промежутки времени оцифровывает аналоговый сигнал. У микросхемы АЦП один единственный вход. Для увеличения количества каналов используется принцип мультиплексирования. Многоканальный мультиплексор коммутирует входные каналы модуля на вход микросхемы АЦП. Сигналы оцифрованные по многим каналам не оцифровываются одновременно и по этой причине возникают фазовые задержки между каналами.

В программе ZETFormula для удобства пользователя существует несколько видов скрытой предобработки входных данных. Важнейшие из них – это привидение всех каналов к одной частоте дискретизации, и их последующая синхронизация. Для того чтобы эти функции стали активны достаточно просто включить программу и в поле «Выражение» написать имя нужного канала, а затем работать с выходными каналами ZETFormula . По умолчанию они называются «Канал1», «Канал2» и т.д.

Для начала определим, что такое последовательная обработка каналов и откуда возникает фазовая задержка. Под последовательной обработкой в данном случае понимается последовательное считывание данных со входов устройства.

Приведем пример: пусть в программе Настройка параметров АЦП и ЦАП включено 4 канала. Тогда АЦП будет считывать данные так:

• 1-й отсчет первого канала
• 1-й отсчет второго канала
• 1-й отсчет третьего канала
• 1-й отсчет четвертого канала
• 2-йотсчет первого канала
• 2-й отсчет второго канала
• 2-й отсчет третьего канала
• 2-й отсчет четвертого канал
• 3-й отсчет первого канала
• 3-й отсчет второго канала
• 3-й отсчет третьего канала
• 3-й отсчет четвертого канал…..

Причем временной интервал между двумя очередными отсчетами по одному и тому же каналу (к примеру: 1-й и 2-й отсчет первого канала) будет равен периоду дискретизации. А интервал между одним и тем же отсчетом по двум соседним каналам (2-й отсчет второго и 2-й отсчет третьего) будет равен интервалу дискретизации деленному на число включенных каналов. Теперь становиться ясно, откуда берется фазовая задержка между каналами: она является следствием временной задержки.

Встроенная функция синхронизации выбирает из сигнала четыре последовательные точки и проводит через них кривую третьей степени (аппроксимирует многочленом третьей степени). Затем определяет необходимый «временной сдвиг» и находит значение в искомой точке. Т.е. встроенная синхронизация является по сути своей фильтром с очень маленькой задержкой.

В ходе тестов функция синхронизации показала минимальную ресурсоемкость, поэтому была внедрена в качестве фоновой.

Примечание: в программе ZET Formula есть функция TimeShift() – сдвиг по времени. Ею не следует пользоваться для синхронизации каналов, т.к. она не предназначена делать сдвиг на столь малые кванты времени.