שינוי דלתא באוטומציה תעשייתית: שיפור רכישת נתונים

שינוי דלתא באוטומציה תעשייתית: שיפור רכישת נתונים

(FLT:0)Delta ModulationFLT:1 מתייחס לאתגר מתמשך באוטומציה תעשייתית: המרת אותות חיישן אנלוגיים לנתונים דיגיטליים עם מהירות ודיוק כאחד.כפי שמפעלים מאמצים בקרת תהליכים הדוקים יותר ואסטרטגיות תחזוקה מבוססות תנאים, הדרישות במערכות רכישת נתונים ממשיכות לגדול. דלתא מציעה גישה מעשית, רוחב פס-יעילות, שמתאימה לדרישות בזמן אמת של סביבות תעשייתיות מודרניות, שבו הן אסטרטגיות מהירות ותגובה מהירה להצלחה תפעולית.

באוטומציה תעשייתית, חיישנים מייצרים אותות אנלוגיים מתמשכים המשתנים עם פרמטרים פיזיים כגון טמפרטורה, לחץ, רטט וזרימה. המרת אותות אנלוגיים אלה לצורה דיגיטלית לעיבוד, אחסון וניתוח הוא בלב כל מערכת רכישת נתונים.בעוד שממירים אנלוגיים-ל-דיגיטליים קונבנציונליים (ADCs) מדגימים את הערך המוחלט של אות במרווחי דיסקרטיות, דלה לוקחת גישה שונה על ידי הדגימות של קידוד FLT-1.

מאמר זה מספק סקירה טכנית מפורטת של Modulation דלה כפי החל על רכישת נתונים של חיישן תעשייתי.זה מכסה את עקרונות התפעול הבסיסיים, משווה את דלה מודולציה לטכניקות ADC אחרות, בוחן יתרונות ספציפיים ומגבלות, ומתאר יישומים בעולם האמיתי שבו שיטה זו מספקת הטבות מדידה.

מה זה Delta Modulation?

(א) שיטת המרה אנלוגית-דיגיטלית שמקודמת אות אנלוגי ל bitstream בינארית על ידי ייצוג ההבדל, או דלה, בין אותות רבי עוצמה מאשר לקידוד האמרה המוחלטת בכל רגע מדגימה.בצורה הפשוטה ביותר שלו, הפלט הוא מעט יחיד למדגם: 01LT1Falische מציין את האותות 1 כי האות ה- 3D2 הוא גבוה יותר מאשר מדגם קודם לכן.

הרעיון המרכזי חזר למחקר מוקדם במודולציה דו-קודית שונה (DPCM) ופורמלין בשנות ה-40 וה-50 כדרך לפשט את מעגלי השידור.בניגוד למחשבי PCM, הדורשים מספר סיביות לדגימה כדי לייצג את אמפקטד האות, דלקטו משתמשת רק במעט אחד, מה שהופך אותו יעיל מאוד עבור יישומים שבהם רוחב פס ומחסן הם מוגבלים.

(במתמטיקה) ה- delta Modulator משווה את אות הקלט:0x(t)igtureFLT:1 עם אות התוספת המשוחזרת מקומית:2y(t)FLT 3: 3 (הבדל FLT:4e) {\displaystyle x(t) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

פרדוקס טכני מפתח

• גודלו של LT:0 ( ⁇ ): גודלו של LT:1, העלייה הקבועה שבה אותות משוחזרים משתנים לדגימה. גודל צעד גדול יותר מאפשר מעקב מהיר יותר של שינויים אות תלולה, אך מגביר את השגיאה הקוונטית עבור אותות משתנים לאט.
• (FLT:0) תדירות הדגימה (fs): ph1; Delta Modulation בדרך כלל דורש שיעור דגימה פעמים רבות גבוה יותר מאשר קצב Nyquist עבור אות קלט. Oversampling מפחית רעש קוונטי ומשפר את יחס אות לרעש (SNR).
• שיעור ה-FLT:0 (בייט:0) 1 (ב) שווה לתדירות הדגימה מאז שכל דגימה מייצרת מעט.פשוט דלה מודולציה מייצרת קצת זרם בקצב הדגימה.

כיצד פועל דלתא בחיישנים תעשייתיים

חיישנים תעשייתיים מייצרים מתח אנלוגי או אותות נוכחיים ביחס לכמות הפיזית המדידה נמדדת.שרשרת מדידה טיפוסית כוללת את החיישן, מתיחות התניה (סימולציה, סינון), ADC ומעבד דיגיטלי. במערכת של דלה מודולציה, ADC מוחלף על ידי מנטרול דלה שיוצר ישירות קצת זרם.

התהליך ממשיך כדלקמן:

1. (ב) ויקרא י"א): "הלאה" (ב) היא מתחילה באפס או בערך ידוע ראשוני.
2. (ב) ,0) ,Comparison: FLT:1 ,המתר הנוכחי קורא (מתח אנלוגי) בהשוואה לאות המשוחזר.
3. (ב) ויקרא ה' (ב) ויקרא ה' (ב) ,ב[[1924]], [[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]] ו[[1924]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]]]] [[[[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]], [[[[1924]]]]]] [[[[1924]]]]]] [[1924]]]]]]]]]] [[[[1924]]]]]]]]
4. (ב) ויקרא: ויקרא י"א: ויקרא י"ד: ויקרא י"ד: ויקרא י"ד, ו- 3 פעמים) בתדירות המפרקת, ויצרו זרם קבוע של 1 סיביות.

בקצה המקבל, אינגרה פשוטה משחזרת את האות האנלוגי על ידי השלמת השינויים שלב שצוין על ידי bitstream. מסנן נמוך פאס חלקה את האות המשוחזר כדי להסיר רעש קוונטי גבוה.

במודולים תעשייתיים מעשיים, את מודולר דלה ניתן ליישם באמצעות קומפוטור, שעון, ועיגול אינגרה. ספירת הרכיב הנמוכה עושה את זה אטרקטיבי עבור הטמעת ישירות לתוך דיור חיישן, צמצום הצורך בחומרה ADC נפרדת ופשט את התפתל על ידי העברת אותות דיגיטליים ולא מתחים אנלוגיים.

דוגמה: מעקב טמפרטורה ב Furnace

(הופנה מהדף , ).התביעה הגדלה בטמפרטורה תעשייתית שפועלת בין 500 מעלות צלזיוס ל-1200 מעלות צלזיוס, הפלט התרמוסקופי הוא מתח המשתנה לאט בהשוואה לשיעור הדגימה. A delta Modulator עם שיעור מחוספס של 100 kHz וגודל שלב המתאים ל-0°C לצעד יכול לעקוב אחר שינויים ביעילות.

סוגי Delta Modulation

כמה גרסאות של Modulation delta פותחו כדי לטפל במגבלות של התוכנית הבסיסית.כל גרסה מכוונת לסחר ספציפי בין מורכבות, דיוק ורוחב פס.

קואר דלתא משתנה (LDM)

זהו הצורה המקורית שתוארה לעיל, עם גודל קבוע של צעד ⁇ .זה פשוט ליישם ולבצע היטב כאשר אות קלט משתנה לאט יחסית לשיעור הדגימה.עם זאת, LDM סובל משתי מגבלות בסיסיות: עומס יתר ורעש גרניט.

החלפת דלתא (ADM)

ADM מאמת את גודל הצעד מבוסס דינמי על דפוס bitstream.כאשר ביטים רצופים הם אותו, המציין כי האות משתנה במהירות, גודל הצעד עולה לעקוב אחר המדרון.כאשר ביטים חלופיים, גודל הצעד יורד כדי להפחית רעש גרניט. הסתגלות זו משפרת את טווח דינמי של המנטר ומאפשרת לו להתמודד עם אותות עם שיעורי שינוי ADM הוא בשימוש נרחב בפרוטוקולים אודיו תעשייתיים ופרוטוקולים.

החלפת סלופה דלתא משתנה (CVSD)

CVSD הוא יישום ספציפי של ADM שבו גודל הצעד משתנה בצורה חלקה (באופן בלתי עקבי) ולא בצעדים דיסקרטיים.זה משתמש מסנן סינתי כדי לשלוט בהסתגלות, מה שהופך אותו יעיל במיוחד עבור דיבור וסימנים עם ירידה איטית יישומים תעשייתיים הדורשים תקשורת קולית בסביבות רועשות, כגון ⁇ עבור מפעילי צמח, לעתים קרובות להשתמש CVSD.

דלתא-סיגמה Modulation ( ⁇ M)

בעוד מבחינה טכנית אדריכלות ייחודית, דלה-סיגמה מודולציה חולקת את העיקרון הקוונטי של דלה מודולציה.ההבדל המרכזי הוא כי ⁇ M מציב את החריפה בדרך קדימה לפני הקוונטים, מעצב רעש קוונטי בתדרים גבוהים יותר שבו ניתן להסיר על ידי סינון דיגיטלי. ⁇ M משמש נרחב במדידות דיוק, כולל ביצועים תעשייתיים ברזולוציה גבוהה ADC, בשל ביצועים מצוינים שלה.

כל גרסה מציעה איזון שונה של מאפייני ביצועים.עבור רוב יישומי רכישת נתונים של חיישן תעשייתי, התאמה תצורה מספק את הפשרה הטובה ביותר בין מורכבות דיוק, במיוחד כאשר אותות חיישן משתרע על טווח דינמי רחב.

היתרונות של שימוש ב- Delta Modulation

דלתא מודולומציה מציעה מספר יתרונות שהופכים אותה להתאמה טובה לסביבות אוטומציה תעשייתית:

• (FLT:0) ,Reduced Data size:FLT:1 כי דלה מודולציה מקודמת רק את השינוי בין הדגימות, היא מייצרת פלט חד פעמי לדגימה.זה מקטין את שיעור הנתונים בהשוואה למערכות PCM הדורשות 8 עד 16 סיביות לדגימה עבור החלטה דומה.
• (FLT:0) מורכבות חומרה חומרה של חומרה:FLT:1 A delta Modulator ניתן לבנות עם קופרטור, ספין-אפ-אפלופ, a integrator, ושעון זה מקטין ספירת רכיב, אזור לוח עגול וצריכת חשמל בהשוואה להתאמה מוצלחת או פלאש ADCs.העלויות הנמוכות הופכות אותו לזמין למקום מודולר על כל מערכת בעלת חיישן גדול.
• (FLT:0)Imrovated רעש חסינות: FLTRE:1 , bitstream הדיגיטלי שנוצר על ידי דלה מודולציה הוא עמיד יותר לרעש חשמלי מאשר אותות מתח אנלוגיים.בסביבות תעשייתיות עם מנועים, מופנים, והחלפת אספקת חשמל, חסינות רעש זה מתורגם לאיסוף נתונים אמין יותר ללא מגן או שדרוגים יקר.
• (FLT:0) יכולת עיבוד בזמן אמת: FLT:1ir ( 1-bit) ההחלטה על הדגימה מתבצעת במחזור שעון יחיד, המאפשרת שיעורי דגימה גבוהים מאוד.זה מתאים יישומים הדורשים מעקב בזמן אמת של פרמטרים משתנים במהירות, כגון ניתוח רטט על הפעלת מכונות או עלייה בלחץ במערכות הידראוליות.
• (FLT:0Simplified systemאינטגרציה:FLT:1 תפוקה דיגיטלית של דלה מודולטורים יכול להיות מחובר ישירות מיקרובקרים, FPGAs, או מעבדי אותות דיגיטליים ללא תוספת אנלוגיה או מרובותxing. ממשק זה זרם מקטין מורכבות עיצוב מאיצה פריסה.

יישומים ב- Industrial Automation

צורת דלתא משתרעת על פני מגוון רחב של מגזרים תעשייתיים ושימוש במקרים.היישומים הבאים מדגישים את הערך המעשי שלה.

טמפרטורה, לחץ וחיפוש זרימה

בתעשיות תהליכים כגון ייצור כימי, שמן וגז, עיבוד מזון, רשתות חיישן מבוזרות לפקח על טמפרטורה, לחץ וזרימה בנקודות מרובות. רבים של חיישנים אלה מייצרים אותות משתנים לאט כי הם מתאימים היטב לדלציה.מודולטורים דלה הסתגלות יכול להתמודד עם הסחף ההדרגתי של הטמפרטורה תוך לכידת שינויים מהירים שנגרמו על ידי הפעלת שסתום או משאבה מתחילה.

מערכות בקרה רובוטיות

רובוטים תעשייתיים מסתמכים על מיקום, כוח וחיישנים torque כדי לספק משוב על שליטה סגורה-loop. הלולאה הבקרה חייבת לפעול בשיעורי עדכון גבוהים כדי לשמור על תנועה מדויקת.הדלה מספקת דיגיטציה דלתא מספקת דיגיטציה דלת-העוצמה נמוכה של אותות חיישן, המאפשרת לבקר לקבל משוב עם עיכוב מינימלי.הממשק הדיגיטלי הפשוט גם מקטין את מספר החוטים הנדרשים בזרוע הרובוט, שיפור האמינות ופשטת תחזוקה.

יצרני הרובוט העיקריים אימצו קודקודים של דלתא-מודה עבור מיקום משותף רגיש.קודנים אלה מייצרים bitstream שניתן לפענח ישירות על ידי הנהג המנוע, תוך חיסול הצורך במודולים ADC נפרדים. גישה זו תומכת ברזולוציה גבוהה יותר ושיעורי עדכון מהירים יותר מאשר קוד אנלוגי מסורתי.

רשתות חיישן מרוחקות למעקב סביבתי

ביישומים כגון ניטור איכות אוויר, תחנות מזג אוויר ואוטומציה חקלאית, חיישנים לעתים קרובות פרוסים במקומות מרוחקים או קשים ל-reach. Power ו- רוחב פס הם קריטיים. Delta Modulation מפחית את כוח של מעגל רכישת הנתונים וממזער את כמות הנתונים שיש להעביר באופן אלחוטי. חיישן המופעל על ידי השמש יכול לפעול במשך שנים באמצעות ממודולציה דלה ומיקרו-כוח נמוך, רק להעביר תחנת בסיס סטריסטרומנטל סטריסטרומטית.

רשתות חיישן אלחוטיות באמצעות Modulation דלה פורסות עבור ניטור שלמות צינורות, ניהול משאבי מים ובריאות מבנית של גשרים ובניינים. שיעור הנתונים הנמוך מרחיב חיי סוללה ומפחית את הצורך באנטנות גדולות או משדרים בעלי עוצמה גבוהה.

המונחים: Machinery

תוכניות תחזוקה חיזוי מסתמכות על ניטור מצב מתמשך של ציוד רוטינג כגון מנועים, משאבות, מעריצים ודחוסים. חיישנים Vibration לייצר אותות עם תדרים החל כמה הרץ ועד כמה קילווהרץ. דלתא מודולציה עם גדלים מתקדמים הסתגלות יכול ללכוד אותות אלה ללא עומס המרדר כי יהיה להתרחש עם מהפך קבוע.

בפועל, מאמת של מטה ב 500 kHz עם אלגוריתם הסתגלות יכול ללכוד את ספקטרום הרטט עד 250 kHz, מספיק עבור רוב ניטור מכונות תעשייתי.ה bitstream וכתוצאה מכך הוא מקודד וניתח עבור הרמוניים ופסים צדים המציינים תנאים ספציפיים של אשמה. גישה זו מאפשרת זיהוי מוקדם של כישלונות ולהפחית את זמן לא מתוכנן.

מערכות בקרה מבוזרות (DCS) ומפקחי לוגיקה הניתנים לתוכנת (PLC)

מערכות בקרה מבוזרות מודרניות מחברים מאות חיישנים ופועלים על רשתות תעשייתיות כגון פרופ'יבוס, Modbus ו- EtherCAT. Integrating delta-modulated חיישנים לתוך רשתות אלה דורש שכבת תקשורת תואמים, אבל היתרונות בהפחתה של שיעור נתונים הם משמעותיים. חיישן טמפרטורה באמצעות 16 סיביות PCM ב 100 הרץ מייצרת מעטות לשנייה.

כמה יצרני PLC מציעים כעת מודולים קלט המיועדים ל bitstreams דלה-מודולים אלה משלבים את מסנן שחזור ולספק ערך דיגיטלי ללוגיקה PLC, תוך פשטות את הפרטים ברמה נמוכה מהמתכנת.זה מקטין את הנטל על מערכת PLC CPU וסימולציות.

אתגרים ואסטרטגיות מייגציה

למרות היתרונות שלה, דלה מודולציה יש מגבלות שיש לטפל בהן לשימוש תעשייתי אמין.

סלייפ Overload

עומס סלייפ מתרחש כאשר אות קלט משתנה מהר יותר מאשר המנטר יכול לעקוב עם גודל הצעד הקבוע.ה האות המשוחזר נופל מאחורי הקלט, גרימת טעות גדולה שנמשכת עד שמורדות האות יורד.זה מתבטא כעיוות בסימן המתאושש, במיוחד עבור רכיבים גבוהים או גבוה של הדגה.

(FLT:0 אסטרטגיות הפחתה:FLT:1 הסתגלות תצורה ישירות כתובות מדרדרון על ידי הגדלת גודל הצעד כאשר ביטים רצופים הם אותו הדבר.בביצועים חומרה, אלגוריתם הסתגלות לפקח על bitstream ומתאים את רווח integrator. לחלופין, הגדלת קצב הדגימה מפחית את השינוי עבור מדרון נתון, אבל עלות של עלייה של נתונים גבוה יותר ורמת צריכת גבוהה יותר.

ניו יורק Noise

כאשר אות הקלט הוא כמעט קבוע, האות המשוחזר משתנה ולמטה על ידי צעד אחד סביב הערך האמיתי, הפקת תנודות נמוכות של דגימה המכונה רעש ערוץ או רעש גרניט.רעש זה מקטין את ההחלטה היעילה של המערכת עבור אותות משתנים לאט.

(FLT:0 אסטרטגיות הפחתה: FLT:1 Reducing גודל הצעד מוריד את האמפליטודו של רעש גרניט אבל מחמיר את המרבונות. למערכות הסתגלות להפחית את גודל הצעד כאשר הם משנים ביטים מזוהים, מצמצם רעש במהלך תקופות quiescent. ביישומים בעלי ביצועים גבוהים, ממודולציה דל-sigmaulator עם רעש מספק ביצועים טובים יותר מאשר ממודולציה פשוטה.

טעות

כמו כל שיטות ההמרה הדיגיטליות, דלה מודציה מציגה שגיאה קוונטית בשל גודל הצעד הסופי.הטעות קשורה ⁇ /2 לכל דגימה, אבל השגיאה המצטברת לאורך זמן תלויה במאפיינים האות ובמסנן השחזור.

(FLT:0 אסטרטגיות הפחתה: FLT:1 Oversampling בשילוב עם סינון נמוך קופס מתפשט רעש קוונטי על טווח תדר רחב יותר, שיפור ה- SNR בלהקת האות.עבור חיישנים תעשייתיים הדורשים 12 סיביות או 16 סיביות, מאמת דלתא עם יחס די גבוה של oversampling יכול להשיג את הדיוק הדרוש.

השוואת דלתא משתנה לטכניקות ADC אחרות

בחירת שיטת ההמרה המתאימה תלויה בדרישות ספציפיות של היישום.ההשוואה הבאה מספקת הדרכה מעשית.

דלתא משתנה לעומת ccupive-Approximation Register (SAR) ADC

SAR ADCs נפוצים ביישומים תעשייתיים מהירים בינוניים, המציעים 8 עד 18 ביטים של החלטה בשיעורי דגימה עד כמה מגה-הרץ.הם צורכים כוח מתון והם זמינים כמו מעגלים משולבים.עם זאת, SAR ADCs דורשים ממשק אוטובוס טורי או מקביל ולעתים קרובות צריך מסנן אנטי-ליאסינג במודולציה, על ידי פשטות, פשטות, תכונות את הממשק להורדת דיוק וגמישות, כלומר, כלומר, יש צורך בתוכנות סטנדרטיות סטנדרטיות יותר.

דלתא משתנה לעומת Flash ADC

פלאש ADCs לספק את מהירויות ההמרה הגבוהות ביותר, תפעול בשיעורי ג'יגהארץ, אך צורכת כוח משמעותי ולהשתמש במספרים גדולים של קומפוטורים (2n- 1 עבור רזולוציה של n-bit) הם משמשים ביישומים מהירים כגון מכ"ם וoscilloscopes. באוטומציה תעשייתית, פלאש ADCs לעתים רחוקות נדרשים כי אותות חיישן בדרך כלל יש רוחב פס מתחת 1 M.

דלתא משתנה לעומת דלתא-סיגמה ( ⁇ ) ADC

דלתא-sigma ADCs משמשים נרחב כלי מדידה מדויקים, בקרת תהליכים, ומדידות משקל. הם להשיג מאוד גבוה החלטה (16 עד 24 ביטים) על ידי שילוב oversampling, רעש עיצוב, וסינון דיגיטציה דיגיטלית מסנן.המסחר הוא המרה latency ו באמצעותput: ⁇ ADCs הם איטי יותר מאשר SAR או דלה מודטורים, מה שהופך אותם ללא תחליף גבוה עבור יישומים מהירים יותר.

הנחיות בחירה מעשיות

• (ב) (בקיצור:0) אותות שונים באופן איטי של אותות משתנים: (טמפרטורה, לחץ, רמה): SAR או ⁇ ADCs עם 12-16 סיביות הם נפוצים; תצורה דלתא היא אפשרית אך לא תמיד הכרחי.
• עבור (FLT:0) אותות מהירים במהירות גבוהה (vibration, נוכחי, טורק): דלתא או התאמה של דלה מודולציה מציעה שקיפות נמוכה ושיעורי דגימה גבוהים.
• עבור ההרחבה:0 (remote or Wirelessחיישנים אלחוטיים: Delta Modulation מפחית את שיעור הנתונים ואת צריכת החשמל, להאריך את חיי הסוללה.
• (ב) מפיצים רשתות עם חיישנים רבים: דלתא מנטרולציה מחלחלת ומפחיתה עומס אוטובוס.

פיתוחים עתידיים ודרכים מחקר

מחקר במודולציה דלה עבור יישומים תעשייתיים ממשיך להתקדם, מונע על ידי הצורך בביצועים גבוהים יותר ושילוב עם מערכות עיבוד דיגיטליות.

Machine Learning-Enhanced Adaptive Algorithms

עבודה עדכנית בוחנת באמצעות למידת מכונה כדי לחזות את גודל הצעד האופטימלי במודולטורים של דלתא הסתגלות. על ידי אימון על אותות חיישן נציג, המנטר יכול לצפות שינויים מדרון ולהתאים את גודל הצעד באופן טרום-מספקטיבי, צמצום הן עומס יתר של מדרונות ורעש גרפי.תוצאות ראשוניות להראות שיפורים ברזולוציה יעילה של 2-3 סיביות בהשוואה להתאמה קונבנציונלית.

אינטגרציה עם Edge Computing Platforms

מעבדי Edge המשלבים FPGA או מיקרובקר עם מודולר דלה מפותחים לניתוח בזמן אמת ב חיישן.ה bitstream מעובד ישירות על קצה קצה כדי לחלץ תכונות כגון ערך RMS, שיא אמפולד, או תוכן תדירות ללא שחזור אותות מלא.זה מקטין את הנתונים שנשלחו למערכת הבקרה המרכזית ומאפשר החלטות בקצה.

כמה פלטפורמות IoT תעשייתיות עכשיו לתמוך זרמי קלט דלה-מתונים ילידים, מתן ספריות לשיקום, סינון וניתוח. כמחשוב קצה הופך להיות נפוץ יותר, התפקיד של דלה מודולציה בהפחתת העברת נתונים צפוי להתרחב.

אינטגרציה אלחוטית ואנרגיה

מודולרים אולטרה-נמוך נועדו עבור אבני חיישן אנרגיה-הארוט שמשקפים כוח מרטטט, הבדלים תרמיים, או אור מתפתל.הפשטות של מעגל המודולטור מאפשרת לו לפעול עם מיקרו-וואט של כוח, המאפשר חיישנים שהם גם אלחוטיים וגם ללא סוללות.מערכות אלה נבדקות לניטור, נושאים, ורכיבים מבניים בסביבות.

החלטה גבוהה יותר באמצעות Noise Shaping

אדריכלות היברידית המשלבת את מודציה דלה עם משוב עיצוב רעש מפותחת כדי להשיג יותר החלטה ללא הגדלת שיעורי דגימה. עיצובים אלה ללוות מושגים מ- delta-sigma Modulation אבל לשמור על הפלט חד-bit ואת ממשק פשוט של דלה מודולציה. Prototype שבבים הוכיחו החלטה יעילה 14 סיביות בשיעורי דגימה של 10 מ"מ, מתאים ניטור אקוסטי.

מסקנה

צורת דלתא היא טכניקה מבוססת היטב עבור המרה אנלוגית-דיגיטלית המספקת יתרונות ברורים לרכישת נתונים של חיישן תעשייתי.המורכבות הנמוכה שלה, שיעור הנתונים מופחת, חסינות רעש גבוהה ויכולת בזמן אמת תואמים לדרישות של מערכות אוטומציה מודרנית, החל מתהליך ניטור לשליטה רובוטית. בעוד שמדרון יתר על המידה רעש גרניט נשאר אתגרים, הסתגלות קצבי הפחתה והגדלת יתר מציעים פתרונות מעשיים כי לענות על דיוק של יישומים תעשייתיים.

השילוב המתמשך של דלה מודולציה עם מחשוב קצה, למידת מכונה ומערכות אלחוטיות בעלות כוח נמוך מצביע על תפקיד גובר בפלטפורמות IoT תעשייתיות הדור הבא.עבור מהנדסים מעצבים מערכות רכישה נתונים חיישן, דלה מודולציה מספקת אפשרות מעשית ויעילה כי סימולטור חומרה, מפחית רוחב פס, ומשפר את האמינותתתתקפה בסביבה תעשייתית רועשת.

בעוד אוטומציה תעשייתית נעה לעבר פעולות מבוזרות יותר, מונעות נתונים, הבחירה של טכנולוגיית רכישת נתונים משפיעה ישירות על ביצועי המערכת, עלות והיקף. דלתא, עם מאזן הפשטות והיעילות שלה, נותרה כלי רלוונטי ובעל ערך בערכת הכלים של מהנדס תעשייתי.

לקריאה נוספת על תורת המודולציה של דלה ויישומים תעשייתיים, מתייחסת לסקירה הטכנית של מכשירים (FLT:0) של דלה מודולציה מודולומציה FLT:1, FLT:2Texas Instruments של יישום על התאמה של מערכות חיישן FLT 3: ו-FLT:4ISA משאבים על אוטומציה תעשייתית ומערכות בקרה:55: