Преобразователи сигналов могут быть двух видов дискретные и аналоговые. К дискретному виду преобразования следует отнести выделение характерных точек исследуемого сигнала — фиксацию момента перехода его через нуль, выделение экстремальных значений и т. д. Аналоговые преобразователи осуществляют возведение сигнала в квадрат, изменение фазы гармонического колебания, интегрирование и дифференцирование исследуемого сигнала.
Наиболее распросграненными способами преобразования являются дифференцирование и интегрирование. Простейшим устройством, выполняющим эти функции, является ДС-цепочка Выходной сигнал этой цепочки будет пропорционален ее постоянной времени. При интегрировании постоянная времени RC должна быть больше времени действия входного сигнала. С увеличением RC для повышения точности интегрирования уменьшают амплитуду выходного сигнала. С помощью пассивной RС-цепи не удается получить одновременно достаточно большой выходной сигнал и малую ошибку интегрирования. Значительно лучшие результаты получаются если применять интеграторы на ОУ. Электронные интеграторы позволяют простыми средствами получить высокую точность интегрирования и одновременно большое выходное напряжение. Аналогичное можно сказать и про дифференцирование, но здесь задача решается несколько проще. Дифференцирующее устройство на ОУ может быть с успехом заменено транзисторным усилителем с ОБ. Входное сопротивление этого усилителя составляет единицы ом. В то же время амплитуда выходного сигнала определяется сопротивлением резистора, стоящего в цепи коллектора. Такой каскад обладает существенным преимуществом перед ОУ. Динамический диапазон транзисторного каскада значительно больше, чем каскада на ОУ.
Среди преобразователей сигналов важное место занимают аналого-цифровые и цифроаналоговыс преобразователи. Эти преобразователи являются неотъемлемой частью всех устройств, которые входят в комплекс цифровой обработки различных сигналов. Для обработки аналоговых сигналов на ЭВМ применяют аналого-цифровые преобразователи. Они преобразуют непрерывные сигналы в двоичные числа, которые затем вводятся в ЭВМ. После того как ЭВМ закончит обработку двоичных чисел, результаты выводятся на регистрирующие устройства, которые записывают информацию в аналоговом виде. Для этих целей применяют цнфроаналоговые преобразователи, осуществляющие перевод двоичных чисел в непрерывный сигнал.
Промышленностью выпускаются специальные интегральные микросхемы, с помощью которых можно построить аналого-цифровые преобразователи с различным быстродействием и точностью. В состав серии К.240 входят аналоговые узлы: К240СА — нуль-орган, К240КТ1 — разрядный ключ, К.240К.Т2 — четыре коммутируемых ключа, К240КТ5 — три разрядных ключа средней точности. Эти интегральные микросхемы позволяют построить преобразователь на 10 разрядов. Время преобразования 100 мкс при входном напряжении от — 5 до +5 В. В основу преобразования положен принцип поразрядного кодирования.
В этой главе будут рассмотрены преобразователи, которые легко реализуются на элементах широкого применения. Рассмотренные преобразователи не являются прецизионными устройствами: они не отличаются высокой точностью и большим быстродействием, поскольку имеют небольшое число разрядов. Для увеличения числа разрядов в этих преобразователях необходимо более тщательно настраивать все входящие элементы. Схемы включения корректирующих элементов ОУ, которые применяются в различных устройствах, можно найти в гл. 1.