Dragan Denić

The Pt100 sensor exhibits a nearly linear transfer function within narrow limits; however, it suffers from a 4.42% relative nonlinearity error across its full operating range of −200 °C to 850 °C. To address this nonlinearity, the present study proposes a linearization technique based on a two-stage nonlinear analog-to-digital converter (ADC). The proposed architecture utilizes a single compact flash ADC with a novel sequential design across both conversion stages. The first stage achieves linearization using a nonuniform resistor ladder network, while the second stage employs a uniform network to suppress the first-stage quantization noise. A key advantage of this design is its hardware efficiency: the number of employed comparators is equal to half of the total resolution of the two-stage ADC. Simulation results demonstrate that a 32-bit implementation of the proposed two-stage ADC, requiring only sixteen comparators, reduces the relative nonlinearity error to 2.1757·10−8% over the entire temperature range.

U radu je predstavljeno jedno rešenje za linearizaciju i obradu analognog signala dobijenog uz pomoć NTC termistora. NTC termistor se široko primenjuje zbog svoje velike osetljivosti i niske cene, ali je glavni njegov nedostatak nelinearnost karakteristike. Upotrebljen je NTC termistor od 10 kΩ sa uskom tolerancijom od 1% rasipanja u odnosu na nominalne vrednosti. Pri realizaciji elektronskog bloka za linearizaciju i obradu analognog signala NTC termistora je korišćen dualni CMOS operacioni pojačavač MCP6022I/P. Ovaj operacioni pojačavač je pogodan za primenu jer spada u klasu RRIO operacionih pojačavača (Rail to Rail Input and Output). Primenom temperaturnog kalibratora Fluke 9103 urađeno je ispitivanje merenja temperature realizovanim elektronskim blokom i konkretnim termistorom. Eksperimentalni rezultati u temperaturnom opsegu 0-50C su predstavljeni i analizirani u radu.

Optical rotary pseudorandom encoders are an excellent solution for reliable and precise angular position measurement in various industrial motion systems. The paper describes an improved optical rotary pseudorandom encoder solution that has a reduced angular position measurement time. The presented encoder uses two heads to read the pseudorandom code and to form the main and control code words. The encoder algorithm has been improved so that code conversion is not performed after each new code word. In presented solution, after each new code word, a code reading error checking is performed, and the position is determined based on the previous measured value if no code reading error is detected. The functionality of the proposed encoder solution in the LabVIEW environment is tested.

Pseudorandom absolute position encoders represent an advanced version of the widely used absolute position encoders, particularly suitable for high-resolution angular position measurement. This paper presents a detailed performance analysis of the pseudorandom absolute position encoder with embedded serial pseudorandom/natural code converter, focusing on the maximum operating frequency and the absolute error in angular position measurement. The generalized analysis, applicable to various resolution values, represents a significant contribution of the paper. Determining the maximum operating frequency involves a detailed analysis of propagation delays in the serial code converter circuit. It is demonstrated that encoder resolution profoundly impacts performance, with a dual effect: higher resolution decreases the absolute error but also reduces the maximum operating frequency, necessitating the determination of the most suitable resolution value for each specific application. In addition to its theoretical importance, the generalized analysis aids practical application by facilitating performance calculations and the selection of the most suitable resolution for specific applications. The performance evaluation was conducted for code converters implemented using the widely used 74LVC logic circuits, considering a 6-bit converter as a representative example of converters with a single XOR logic gate in the feedback loop of the shift register, and an 8-bit converter as a representative example of serial converters with three XOR logic gates in the feedback loop. By applying the proposed analysis, the maximum clock frequency was determined to be 29.85 MHz for both resolution values (6 and 8 bits). Simulations in NI Multisim software validate the performed analysis, showing a strong correlation between simulation and theoretical results.

U radu je najpre opisan postupak izrade staklenog diska optičkog pseudoslučajnog enkodera. Potom je predstavljen postupak očitavanja koda sa realizovanog diska enkodera. Očitani signali, nakon njihove obrade, se vode na ulaze akvizicione kartice. U LabVIEW softveru je realizovan virtuelni instrument za određivanje ugaone pozicije na osnovu očitanih signala.

U radu su predstavljene performanse DPCM (Differential Pulse Code Modulation) sistema sa fiksnim Lloyd Max kvantizerom i prediktorom prvog reda. Sistem je primenjen za obradu snimljenog EKG (ElectroCardioGram) signala. Sagledane su mogućnosti korigovanja parametara sistema kao što su opseg kvantizera i vrednosti koeficijenta prediktora sa ciljem poboljšanja performansi sistema. Uočen je efekat propagacije greške nastale usled kvantizacije i predikcije.

U radu je testiran rad optičkog modula TSL 1401-DB koji ima ugrađen čip sa linearnim nizom od 128 fotodetektora. Detaljno je analiziran princip rada optičkog modula i njegovo povezivanje sa matičnom pločom. Zatim je testiran rad ovog modula na primeru očitavanja inkrementalne trake sa diska inkrementalnog enkodera niske rezolucije. Predstavljeni su očitani signali sa inkrementalne trake prilikom rotacije diska enkodera.

U ovom radu je opisano kolo za kompenzaciju nelinearnosti enkodera ugaone pozicije koje se sastoji od kola za predobradu signala i dvostepenog deo-po-deo linearnog A/D konvertora. Dovođenjem naponskih signala sa izlaza enkodera na ulaze kola za predobradu, generiše se modifikovani sinusni signal spreman za dalju obradu, tj. linearizaciju i digitalizaciju u dvostepenom deo-po-deo linearnom A/D konvertoru. Prvi stepen A/D konverzije izvodi deo-po-deo linearni fleš A/D konvertor niske rezolucije, dok se u drugom stepenu A/D konverzije koristi linearni fleš A/D konvertor visoke rezolucije. Simulacije mernog sistema sprovedene u LabVIEW softveru pokazale su značajno smanjenje maksimalne apsolutne greške nelinearnosti i relativne greške nelinearnosti mernog sistema sa vrednosti od 0,33067 rad i 21,05 % pre linearizacije, na vrednosti od 0,02456 rad i 0,3909 % nakon linearizacije predloženim kolom, respektivno.

Ovaj rad je posvećen određivanju maksimalne frekvencije takta serisjkog konvertora sekvence maksimalne dužine u prirodni binarni kod, kao jednog od najvažnijih faktora koji utiču na maksimalnu brzinu rada pseudoslučajnih apsolutnih enkodera pozicije. Maksimalna frekvencija takta je određena na osnovu detaljne analize propagacionih kašnjenja unutar serijskog konvertora koda. U radu se razmatra 5-bitni serijski konvertor, ali princip i prikazana analiza mogu da se primene i za druge vrednosti rezolucije. Na osnovu izvršene teorijske analize izračunate su konkretne numeričke vrednosti propagacionih kašnjenja i maksimalne frekvencije takta, za slučaj da je serijski konvertor koda realizovan pomoću 74LVC familije logičkih kola.