第二章 過(guò)程通道設(shè)計(jì)方法

1、信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-71第第2章章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)過(guò)程通道設(shè)計(jì)方法過(guò)程通道設(shè)計(jì)方法第二講第二講- -第四講第四講信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-72 過(guò)程輸入輸出通道由過(guò)程輸入輸出通道由模擬量輸入輸出通道模擬量輸入輸出通道(AI, AO)和和數(shù)字量輸入輸出通道數(shù)字量輸入輸出通道(DI, DO)組組成。成。 過(guò)程輸入輸出通道在微型計(jì)算機(jī)和工業(yè)生過(guò)程輸入輸出通道在微型計(jì)算機(jī)和工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程之間起著產(chǎn)過(guò)程之間起著信號(hào)傳遞與變換信號(hào)傳遞與變換的紐帶作用。的紐帶作用。第二講第二講信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算

2、機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-732.1 數(shù)字量過(guò)程通道的設(shè)計(jì)方法數(shù)字量過(guò)程通道的設(shè)計(jì)方法2.2 模擬量輸入通道設(shè)計(jì)方法模擬量輸入通道設(shè)計(jì)方法2.3 模擬量輸出通道設(shè)計(jì)方法模擬量輸出通道設(shè)計(jì)方法2.4 小小 結(jié)結(jié)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-742.1 數(shù)字量過(guò)程通道的設(shè)計(jì)方法數(shù)字量過(guò)程通道的設(shè)計(jì)方法 數(shù)字量數(shù)字量(開關(guān)量開關(guān)量)：用：用“0”和和“1” 兩個(gè)量進(jìn)行描述，兩個(gè)量進(jìn)行描述，如電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和停止，繼電器的吸合與釋放，指示燈如電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和停止，繼電器的吸合與釋放，

3、指示燈的亮和滅等。的亮和滅等。 數(shù)字量過(guò)程通道分為數(shù)字量輸入通道數(shù)字量過(guò)程通道分為數(shù)字量輸入通道(DI)和數(shù)字量和數(shù)字量輸出通道輸出通道(DO)。信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 2.1.1 數(shù)字量輸入通道設(shè)計(jì)方法數(shù)字量輸入通道設(shè)計(jì)方法 2.1.2 數(shù)字量輸出通道設(shè)計(jì)方法數(shù)字量輸出通道設(shè)計(jì)方法山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-752.1.1 數(shù)字量輸入通道設(shè)計(jì)方法數(shù)字量輸入通道設(shè)計(jì)方法 數(shù)字量輸入通道，主要用于將生產(chǎn)過(guò)程中的數(shù)字?jǐn)?shù)字量輸入通道，主要用于將生產(chǎn)過(guò)程中的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能夠接收的形式。信號(hào)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能夠接收的形式

4、。設(shè)計(jì)時(shí)注意兩個(gè)問(wèn)題：設(shè)計(jì)時(shí)注意兩個(gè)問(wèn)題：(1) 輸入電平的形式輸入電平的形式。由于數(shù)字量輸入電平一般與計(jì)。由于數(shù)字量輸入電平一般與計(jì)算機(jī)的接口電平不同，需要進(jìn)行電平變換。算機(jī)的接口電平不同，需要進(jìn)行電平變換。(2) 使通道具備抗噪聲的能力，防止噪聲引發(fā)誤動(dòng)作使通道具備抗噪聲的能力，防止噪聲引發(fā)誤動(dòng)作。 為了將外部開關(guān)量信號(hào)輸入到計(jì)算機(jī)，必須將現(xiàn)場(chǎng)為了將外部開關(guān)量信號(hào)輸入到計(jì)算機(jī)，必須將現(xiàn)場(chǎng)輸入的狀態(tài)信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換、保護(hù)、濾波、隔離等措施轉(zhuǎn)換輸入的狀態(tài)信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換、保護(hù)、濾波、隔離等措施轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能接收的邏輯信號(hào)，這個(gè)過(guò)程稱為成計(jì)算機(jī)能接收的邏輯信號(hào)，這個(gè)過(guò)程稱為信號(hào)調(diào)理信號(hào)調(diào)理。(電平變換和噪聲

5、抑制過(guò)程稱為信號(hào)調(diào)理。電平變換和噪聲抑制過(guò)程稱為信號(hào)調(diào)理。)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-76信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)輸輸 入入 調(diào)調(diào) 理理 電電 路路輸輸 入入 緩緩 沖沖 器器地址譯碼器地址譯碼器生生 產(chǎn)產(chǎn) 過(guò)過(guò) 程程PC 總總 線線數(shù)字量輸入通道結(jié)構(gòu)數(shù)字量輸入通道結(jié)構(gòu)山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-77信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)數(shù)字量輸入通道結(jié)構(gòu)框圖數(shù)字量輸入通道結(jié)構(gòu)框圖 數(shù)字量輸入的三種形態(tài)數(shù)字

6、量輸入的三種形態(tài)山東科技大學(xué)輸入調(diào)理電路設(shè)計(jì)的好壞直輸入調(diào)理電路設(shè)計(jì)的好壞直接影響系統(tǒng)的性能接影響系統(tǒng)的性能信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-78信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)三態(tài)門緩沖器三態(tài)門緩沖器74LS244可可用來(lái)隔離輸入和輸出線路，用來(lái)隔離輸入和輸出線路，在兩者之間起緩沖、加強(qiáng)在兩者之間起緩沖、加強(qiáng)作用。作用?？捎萌缦轮噶顏?lái)完成取數(shù)可用如下指令來(lái)完成取數(shù) MOV DX，PROT IN AL，DX三態(tài)門緩沖器三態(tài)門緩沖器74LS244山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-791. 外部的

7、開關(guān)信號(hào)及邏輯電平信號(hào)調(diào)理電路外部的開關(guān)信號(hào)及邏輯電平信號(hào)調(diào)理電路直接分壓直接分壓:對(duì)數(shù)字量的電壓信號(hào)進(jìn)行衰減。對(duì)數(shù)字量的電壓信號(hào)進(jìn)行衰減。 開關(guān)信號(hào)系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在電氣上沒有隔離，開關(guān)信號(hào)系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在電氣上沒有隔離，開關(guān)信號(hào)系統(tǒng)的電氣噪聲容易進(jìn)入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，從開關(guān)信號(hào)系統(tǒng)的電氣噪聲容易進(jìn)入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，從而導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定甚至損壞的情況。故設(shè)計(jì)中很少而導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定甚至損壞的情況。故設(shè)計(jì)中很少采用這種方式。采用這種方式。信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)UU山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-710來(lái)自外部的開關(guān)信號(hào)及邏輯電平信

8、號(hào)有三種形式：來(lái)自外部的開關(guān)信號(hào)及邏輯電平信號(hào)有三種形式： 空接點(diǎn)空接點(diǎn)繼電器的輔助觸點(diǎn)繼電器的輔助觸點(diǎn) 帶直流電壓接點(diǎn)帶直流電壓接點(diǎn) 帶交流電壓接點(diǎn)帶交流電壓接點(diǎn)(2) 直流接點(diǎn)信號(hào)輸入電路直流接點(diǎn)信號(hào)輸入電路 信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)尖峰電路穩(wěn)壓電路“0”山東科技大學(xué)歸于歸于限流限流信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-711(3) 交流接點(diǎn)信號(hào)輸入電路交流接點(diǎn)信號(hào)輸入電路信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)交流輸入電路交流輸入電路保護(hù)整流橋保護(hù)整流橋?yàn)V波電路濾波電路交流信號(hào)交流信號(hào) 直流信號(hào)直流信號(hào)“0”信息與

9、電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-7122. 數(shù)字脈沖信號(hào)輸入調(diào)理電路數(shù)字脈沖信號(hào)輸入調(diào)理電路-計(jì)脈沖個(gè)數(shù)計(jì)脈沖個(gè)數(shù)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)光耦去計(jì)數(shù)器+12VR1R2R3+VCCCZ山東科技大學(xué)選擇不同穩(wěn)壓值的穩(wěn)壓管選擇不同穩(wěn)壓值的穩(wěn)壓管來(lái)調(diào)節(jié)輸出矩形波的占空比來(lái)調(diào)節(jié)輸出矩形波的占空比信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-7133. 系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)置開關(guān)設(shè)置開關(guān)(小功率輸入調(diào)理電路小功率輸入調(diào)理電路)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)采用積分電路消除開關(guān)抖動(dòng)采用積分電路消除開關(guān)抖動(dòng)山東科技大學(xué)信息

10、與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-714 采用采用R-S觸發(fā)器消除開關(guān)兩次反跳觸發(fā)器消除開關(guān)兩次反跳01信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-7152.1.2 數(shù)字量輸出通道設(shè)計(jì)方法數(shù)字量輸出通道設(shè)計(jì)方法 數(shù)字量輸出通道用于將計(jì)算機(jī)輸出的數(shù)字量信數(shù)字量輸出通道用于將計(jì)算機(jī)輸出的數(shù)字量信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以達(dá)到能夠驅(qū)動(dòng)被控對(duì)象動(dòng)作的目的。號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以達(dá)到能夠驅(qū)動(dòng)被控對(duì)象動(dòng)作的目的。在對(duì)開關(guān)功率進(jìn)行匹配設(shè)計(jì)的同時(shí)，應(yīng)考慮內(nèi)部與在對(duì)開關(guān)功率進(jìn)行匹配設(shè)計(jì)的同時(shí)，應(yīng)考慮內(nèi)部與外部公共地的隔離。外部公共地的隔離。信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系

11、統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-716輸 出 驅(qū) 動(dòng) 器輸 出 鎖 存 器地址譯碼器生 產(chǎn) 過(guò) 程P C 總 線數(shù)字量輸出通道結(jié)構(gòu)數(shù)字量輸出通道結(jié)構(gòu)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-717可用以下指令完成數(shù)可用以下指令完成數(shù)據(jù)輸出控制。據(jù)輸出控制。 MOV AL，DATA MOV DX，PROT OUT DX，AL鎖存器鎖存器74LS273利用利用IOW上升沿鎖存上升沿鎖存信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-7181. 小功率開關(guān)輸出電路小功率開關(guān)輸出電路VIR1OC門光耦R2+VCC+VO0011信息與電氣工

12、程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-7192. 中功率晶體管驅(qū)動(dòng)電路中功率晶體管驅(qū)動(dòng)電路續(xù)流二極管續(xù)流二極管限流限流繼電器線圈繼電器線圈信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-720信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)3. (電磁電磁)繼電器輸出接口電路繼電器輸出接口電路JR開關(guān)量輸入D+VCC繼電器光耦220V弱電控制強(qiáng)電弱電控制強(qiáng)電1缺點(diǎn)？缺點(diǎn)？山東科技大學(xué)機(jī)械式觸點(diǎn)機(jī)械式觸點(diǎn)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-721信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)4. (雙向雙向)晶閘管輸

13、出電路晶閘管輸出電路山東科技大學(xué)無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)廣泛應(yīng)用與交直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)、隨動(dòng)系統(tǒng)中。廣泛應(yīng)用與交直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)、隨動(dòng)系統(tǒng)中。信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-722信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)5. 固態(tài)繼電器輸出接口電路固態(tài)繼電器輸出接口電路零交叉電路在交流電過(guò)零時(shí)產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)，減少干擾。零交叉電路在交流電過(guò)零時(shí)產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)，減少干擾。山東科技大學(xué)無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-723 輸入調(diào)理電路和輸出驅(qū)動(dòng)電路屬于輸入調(diào)理電路和輸出驅(qū)動(dòng)電路屬于I/O電氣轉(zhuǎn)換部電氣轉(zhuǎn)

14、換部分，其主要功能是：分，其主要功能是： 濾波、電平轉(zhuǎn)換、隔離、功率驅(qū)動(dòng)等濾波、電平轉(zhuǎn)換、隔離、功率驅(qū)動(dòng)等。 所采用的一般方法為：所采用的一般方法為：信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 用齊納二極管或壓敏電阻將瞬態(tài)尖峰箝位在安全電用齊納二極管或壓敏電阻將瞬態(tài)尖峰箝位在安全電平上；平上； 串聯(lián)一個(gè)二極管來(lái)防止反電壓輸入；串聯(lián)一個(gè)二極管來(lái)防止反電壓輸入； 用限流電阻齊納二極管構(gòu)成穩(wěn)壓電路做過(guò)電壓保護(hù)；用限流電阻齊納二極管構(gòu)成穩(wěn)壓電路做過(guò)電壓保護(hù)； 用光電隔離實(shí)現(xiàn)信號(hào)完全隔離；用光電隔離實(shí)現(xiàn)信號(hào)完全隔離； 用用RC濾波器抑制干擾。濾波器抑制干擾。山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系

15、統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-7242.1 數(shù)字量過(guò)程通道的設(shè)計(jì)方法數(shù)字量過(guò)程通道的設(shè)計(jì)方法2.2 模擬量輸入通道設(shè)計(jì)方法模擬量輸入通道設(shè)計(jì)方法2.3 模擬量輸出通道設(shè)計(jì)方法模擬量輸出通道設(shè)計(jì)方法2.4 小小 結(jié)結(jié)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)第三講第三講信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-725信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)2.2 模擬量輸入通道設(shè)計(jì)方法模擬量輸入通道設(shè)計(jì)方法 模擬量輸入通道的任務(wù)：完成模擬量信號(hào)模擬量輸入通道的任務(wù)：完成模擬量信號(hào)到數(shù)字量信號(hào)的轉(zhuǎn)換。到數(shù)字量信號(hào)的轉(zhuǎn)換。 2.2.1

16、模擬量輸入通道的組成模擬量輸入通道的組成 2.2.2 I/V變換、多路開關(guān)、儀用放大器變換、多路開關(guān)、儀用放大器及采樣保持器及采樣保持器 2.2.3 模擬量輸入通道的設(shè)計(jì)模擬量輸入通道的設(shè)計(jì) 山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-726信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)2.2.1 模擬量輸入通道的組成模擬量輸入通道的組成 AI通道的任務(wù)是把生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)被控對(duì)象通道的任務(wù)是把生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)被控對(duì)象(如溫度、如溫度、壓力、流量、液位、電流、電壓、成分等壓力、流量、液位、電流、電壓、成分等)模擬量模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可以識(shí)別的數(shù)字量信號(hào)。信號(hào)轉(zhuǎn)換成計(jì)

17、算機(jī)可以識(shí)別的數(shù)字量信號(hào)。模擬量輸入通道的結(jié)構(gòu)組成圖模擬量輸入通道的結(jié)構(gòu)組成圖4-20mA1-5V山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-727信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)2.2.2 I/V變換、多路開關(guān)、儀用放大器變換、多路開關(guān)、儀用放大器及采樣保持器及采樣保持器 在設(shè)計(jì)離散系統(tǒng)時(shí)，在設(shè)計(jì)離散系統(tǒng)時(shí)，香農(nóng)采樣定理香農(nóng)采樣定理是必須嚴(yán)是必須嚴(yán)格遵守的一條準(zhǔn)則，它指明了從采樣信號(hào)中格遵守的一條準(zhǔn)則，它指明了從采樣信號(hào)中不失不失真地復(fù)現(xiàn)真地復(fù)現(xiàn)原來(lái)連續(xù)信號(hào)的最低采樣頻率。原來(lái)連續(xù)信號(hào)的最低采樣頻率。香農(nóng)定理：香農(nóng)定理：設(shè)輸入信號(hào)設(shè)輸入信

18、號(hào) 的頻率分量為的頻率分量為 ，采，采樣頻率為樣頻率為 ，則要從采樣信號(hào)，則要從采樣信號(hào) 中完整地復(fù)現(xiàn)中完整地復(fù)現(xiàn)信號(hào)信號(hào) ，則必須滿足：，則必須滿足： 。maxfsfmax2 ffs)(tx)(tx)(*tx山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-728信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) I/V變換變換 傳感器和變送器輸出的信號(hào)為傳感器和變送器輸出的信號(hào)為15V或或420mA，而而A/D轉(zhuǎn)換器所接收的模擬信號(hào)為轉(zhuǎn)換器所接收的模擬信號(hào)為010V或或05V。思考思考：(1) DDZ-II型與型與DDZ-III型電動(dòng)單元組合儀表型電動(dòng)單元組合

19、儀表的區(qū)別？的區(qū)別？ (2) DDZ-III型電動(dòng)儀表為何型電動(dòng)儀表為何在控制室使用電在控制室使用電壓傳輸，在現(xiàn)場(chǎng)與控制室間使用電流傳輸？壓傳輸，在現(xiàn)場(chǎng)與控制室間使用電流傳輸？420mA電流信號(hào)適用在現(xiàn)場(chǎng)與控制室之間遠(yuǎn)距離傳輸，可以避免傳電流信號(hào)適用在現(xiàn)場(chǎng)與控制室之間遠(yuǎn)距離傳輸，可以避免傳輸導(dǎo)線上的壓降損失引起的誤差。輸導(dǎo)線上的壓降損失引起的誤差。15V電壓信號(hào)適于控制室內(nèi)短距離聯(lián)絡(luò)，儀表之間可以并聯(lián)連接，便電壓信號(hào)適于控制室內(nèi)短距離聯(lián)絡(luò)，儀表之間可以并聯(lián)連接，便于儀表安裝和維修。于儀表安裝和維修。山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-729信息與

20、電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)為什么選取這樣的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)？為什么選取這樣的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)？ 30V電壓，電壓，30mA電流所引起的火花能量足以達(dá)到危險(xiǎn)氣體燃電流所引起的火花能量足以達(dá)到危險(xiǎn)氣體燃點(diǎn)的平均下限，因此多數(shù)儀表采用點(diǎn)的平均下限，因此多數(shù)儀表采用24V供電，為了留有余量，供電，為了留有余量，電流信號(hào)上限定為電流信號(hào)上限定為20mA。 (b) 為了區(qū)分無(wú)信號(hào)和信號(hào)為零，信號(hào)起始值不為零。為了區(qū)分無(wú)信號(hào)和信號(hào)為零，信號(hào)起始值不為零。 (c) 兩線制儀表在信號(hào)為零時(shí)仍需要一定的能量供應(yīng)。兩線制儀表在信號(hào)為零時(shí)仍需要一定的能量供應(yīng)。 (d) 4-20mA電流作用在電流作用在250電阻上剛好得

21、到電壓電阻上剛好得到電壓1-5V。 山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-730無(wú)源無(wú)源I/V變換變換信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)50010021RR 輸入輸入 輸出輸出010mA 05V25010021RR420mA 15V精密電阻精密電阻限幅限幅山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-731信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(2) 有源有源I/V變換變換KRKRR25100200431，A-+R5R4R3R2R1CIVKRKRR150100200431， 輸入輸入 輸出輸

22、出010mA 05V420mA 15V為何選用運(yùn)為何選用運(yùn)算放大器？算放大器？341RRA+精密電阻精密電阻山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-732信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(3) 專用專用I/V轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換電路sRsR 75757575ReferenceReference+10V+10VRVC420RVC420-in-in4mA4mA20mA20mA+in+in16 V+16 V+13135 58 87 710 Ref f10 Ref fB B1111141415 Rcv f15 Rcv fB B12 Ref in12 R

23、ef inRcv OutRcv OutRef OutRef Out3 32 21 Fm m1 Fm m+ +- -+ +- -+ +- -+ +- -RcvRcv公共公共RevRev公共公共CrCrV VO O(0V(0V5V)5V)Ref NoiseRef NoiseReductionReductionRef TrimRef Trim3 3I Im m4 V-4 V-山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-733信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)2. 多路開關(guān)多路開關(guān)(多選一多選一)CD4051原理圖原理圖山東科技大學(xué)CMOS的模擬開關(guān)

24、電路：通過(guò)的模擬開關(guān)電路：通過(guò)數(shù)字量來(lái)控制傳輸門數(shù)字量來(lái)控制傳輸門(TG)的接的接通和斷開以傳輸數(shù)字信號(hào)或模通和斷開以傳輸數(shù)字信號(hào)或模擬信號(hào)擬信號(hào)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-734信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)圖2 -3 CD4051結(jié)構(gòu)原理圖0S2S3S4S5S6S7S1S動(dòng)動(dòng)驅(qū)驅(qū)碼碼譯譯換換轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)平平電電ABCINHmSCD4051CD4051結(jié)構(gòu)原理圖結(jié)構(gòu)原理圖 并非實(shí)際的開關(guān)，而是并非實(shí)際的開關(guān)，而是CMOS的模擬開關(guān)，若的模擬開關(guān)，若VEE，VSS的電壓匹配不的電壓匹配不足，開關(guān)就相當(dāng)于一個(gè)足，開關(guān)就相當(dāng)于一個(gè)大內(nèi)阻大內(nèi)阻山東

25、科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-735信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)CD4051真值表真值表山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)山東科技大學(xué)2022-3-736信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)補(bǔ)：擴(kuò)展電路補(bǔ)：擴(kuò)展電路當(dāng)采樣通道多至當(dāng)采樣通道多至16路時(shí)，可直接選用路時(shí)，可直接選用16路模擬開關(guān)的芯片，路模擬開關(guān)的芯片，也可以將也可以將2個(gè)個(gè)8路路4051并聯(lián)起來(lái)，組成并聯(lián)起來(lái)，組成1個(gè)單端的個(gè)單端的16路開關(guān)。路開關(guān)。 D3D2D1D0動(dòng)驅(qū)碼譯動(dòng)驅(qū)碼譯換轉(zhuǎn)平電換轉(zhuǎn)平電0S2S3S4S

26、5S6S7S1S8S10S11S12S13S14S15S9SABCmSABCmS圖 2-4 多 路 模 擬 開 關(guān) 的 擴(kuò) 展 電 路INHINH信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-737信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)3. 測(cè)量放大器測(cè)量放大器 在實(shí)際工程中，傳感器或變送器輸出的模擬信在實(shí)際工程中，傳感器或變送器輸出的模擬信號(hào)一般較弱，故需要將其號(hào)一般較弱，故需要將其放大放大以達(dá)到以達(dá)到A/D轉(zhuǎn)換所需的轉(zhuǎn)換所需的量程范圍。量程范圍。 運(yùn)算放大器：運(yùn)算放大器：具有毫伏級(jí)的失調(diào)電壓和溫漂具有毫伏級(jí)的失調(diào)電壓和溫漂放大器放大器 測(cè)量放大器：測(cè)量放大

27、器：高輸入阻抗、低輸出阻抗，低溫高輸入阻抗、低輸出阻抗，低溫 漂，低失調(diào)電壓和高穩(wěn)定增益，抗共模干擾能力強(qiáng)漂，低失調(diào)電壓和高穩(wěn)定增益，抗共模干擾能力強(qiáng) 常用的測(cè)量放大器為常用的測(cè)量放大器為AD521，AD522等。等。山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-738信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) AD521基本連接方法基本連接方法山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-739 來(lái)自生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的傳感器信號(hào)往往帶有較大的來(lái)自生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的傳感器信號(hào)往往帶有較大的共共模干擾模干擾，而單個(gè)運(yùn)放電路的差動(dòng)輸入

28、端難以起到很，而單個(gè)運(yùn)放電路的差動(dòng)輸入端難以起到很好的抑制作用。好的抑制作用。 因此，因此，A/D通道中常采用由通道中常采用由一組運(yùn)一組運(yùn)放構(gòu)成的測(cè)量放大器放構(gòu)成的測(cè)量放大器，也稱儀表放大器。，也稱儀表放大器。信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-740信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(a) 經(jīng)典測(cè)量放大器經(jīng)典測(cè)量放大器(AD521結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)圖)21 (12GsRRRRG+山東科技大學(xué)調(diào)整放大器增益調(diào)整放大器增益可抑制共模干擾可抑制共模干擾信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東

29、科技大學(xué)2022-3-741信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(b) 可變?cè)鲆娣糯笃骺勺冊(cè)鲆娣糯笃魃綎|科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-742信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)4. 采樣保持器采樣保持器 當(dāng)某一通道進(jìn)行當(dāng)某一通道進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，由于轉(zhuǎn)換時(shí)，由于A/D 轉(zhuǎn)換需轉(zhuǎn)換需要一定的時(shí)間，如果輸入信號(hào)變化較快，就會(huì)引起要一定的時(shí)間，如果輸入信號(hào)變化較快，就會(huì)引起較大的轉(zhuǎn)換誤差。為了保證較大的轉(zhuǎn)換誤差。為了保證A/D轉(zhuǎn)換的精度，需要轉(zhuǎn)換的精度，需要應(yīng)用應(yīng)用采樣保持器采樣保持器。 采樣保持器的采樣保持器的作用作用是在兩次采

30、樣的間隔時(shí)間內(nèi)，是在兩次采樣的間隔時(shí)間內(nèi)，一直保持采樣值不變直到下一個(gè)采樣時(shí)刻。一直保持采樣值不變直到下一個(gè)采樣時(shí)刻。山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-743信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 如圖所示，它有如圖所示，它有兩種工作狀態(tài)，一種兩種工作狀態(tài)，一種是是采樣狀態(tài)采樣狀態(tài)，另一種，另一種是是保持狀態(tài)保持狀態(tài)。采樣保持器工作狀態(tài)采樣保持器工作狀態(tài)時(shí)間上離散時(shí)間上離散幅值上連續(xù)幅值上連續(xù)離散模擬信號(hào)離散模擬信號(hào)山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-744 對(duì)于同步系統(tǒng)，幾個(gè)并聯(lián)的參量均

31、取自同一瞬對(duì)于同步系統(tǒng)，幾個(gè)并聯(lián)的參量均取自同一瞬時(shí)，如電力系統(tǒng)監(jiān)控中的功率計(jì)算，就是同一時(shí)刻時(shí)，如電力系統(tǒng)監(jiān)控中的功率計(jì)算，就是同一時(shí)刻的交流電流和電壓值。而各參數(shù)要共享一個(gè)的交流電流和電壓值。而各參數(shù)要共享一個(gè)A/D轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器，就必須保持其信號(hào)直到本次換器，就必須保持其信號(hào)直到本次A/D轉(zhuǎn)換全部完轉(zhuǎn)換全部完成。但轉(zhuǎn)換完成后，又要求成。但轉(zhuǎn)換完成后，又要求A/D轉(zhuǎn)換器的輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換器的輸入信號(hào)能夠隨模擬量的變換而變化。能夠隨模擬量的變換而變化。 最常用的采樣保持器有最常用的采樣保持器有AD公司的公司的AD582、AD585、AD346、AD389、ADSHC-85，以及國(guó)家，以及國(guó)家半導(dǎo)體公司

32、的半導(dǎo)體公司的LF198/298/398。信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-745信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)0t0T2T3Tt采樣器y( t )*y( t )*y( t )y( t ) T圖2-7 信號(hào)的采樣過(guò)程常用術(shù)語(yǔ)：常用術(shù)語(yǔ)：采樣器或采樣開關(guān)采樣器或采樣開關(guān)-執(zhí)行采樣動(dòng)作的裝置，執(zhí)行采樣動(dòng)作的裝置，采樣時(shí)間或采樣寬度采樣時(shí)間或采樣寬度-采樣開關(guān)每次閉合的時(shí)間采樣開關(guān)每次閉合的時(shí)間采樣周期采樣周期T-采樣開關(guān)每次通斷的時(shí)間間隔采樣開關(guān)每次通斷的時(shí)間間隔 在實(shí)際系統(tǒng)中，在實(shí)際系

33、統(tǒng)中， ，也就是說(shuō)，可以近似地認(rèn)，也就是說(shuō)，可以近似地認(rèn)為采樣信號(hào)為采樣信號(hào)y*(t)是是y(t)在采樣開關(guān)閉合時(shí)的瞬時(shí)值。在采樣開關(guān)閉合時(shí)的瞬時(shí)值。數(shù)據(jù)采樣過(guò)程數(shù)據(jù)采樣過(guò)程山東科技大學(xué)T信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-746X(t)X*(t)X(t)t0P(t)KT005T3TT7T1(a)采樣開關(guān)采樣開關(guān)(b)連續(xù)信號(hào)連續(xù)信號(hào)(c)開關(guān)函數(shù)開關(guān)函數(shù)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-747X*(t)kT05T3TT7T1調(diào)制器X(t)X*(t)P(t)(d)

34、 采樣信號(hào)采樣信號(hào)(e) 采樣過(guò)程采樣過(guò)程x*(t)=p(t)x(t)因因 ，所以分析時(shí)可近似認(rèn)為，所以分析時(shí)可近似認(rèn)為 ，以單，以單位脈沖函數(shù)位脈沖函數(shù) 來(lái)代替來(lái)代替p(t)。信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)T00)(t山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-748單位脈沖序列：?jiǎn)挝幻}沖序列：T(t)kT0數(shù)學(xué)表達(dá)式：數(shù)學(xué)表達(dá)式：?jiǎn)挝幻}沖函數(shù)定義：?jiǎn)挝幻}沖函數(shù)定義：-+-kTkTtt)()(信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)理論表達(dá)形式：理論表達(dá)形式：工程表達(dá)形式：工程表達(dá)形式：0, 00,)(ttt0, 00, 1)(t

35、tt山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-749信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)采樣過(guò)程數(shù)學(xué)描述采樣過(guò)程數(shù)學(xué)描述: :考慮物理上可實(shí)現(xiàn)，又可近似為：考慮物理上可實(shí)現(xiàn)，又可近似為：+-kTkTttxttxtx)()()()()(*+-0*)()()()()(kTkTttxttxtx思考：為何可以這樣地近似表示？思考：為何可以這樣地近似表示？可見，可見， 具有離散信號(hào)的特性。具有離散信號(hào)的特性。)(*tx山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-750信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)

36、采樣保持器采樣保持器采樣保持器結(jié)構(gòu)圖采樣保持器結(jié)構(gòu)圖山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-751信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)零階保持器零階保持器INV1A2AHCOUTVSOUTVINVtt圖 2-8 采樣保持器 路電理原)a (性波作工)b(采樣保持1( )sTheG ss-山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-752信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)2.2.3 模擬量輸入通道的設(shè)計(jì)模擬量輸入通道的設(shè)計(jì) 模擬量輸入通道中模擬量輸入通道中主要器件主要器件就是就是A/D轉(zhuǎn)換器

37、轉(zhuǎn)換器。 設(shè)計(jì)穩(wěn)定、優(yōu)良的模擬量輸入通道的設(shè)計(jì)穩(wěn)定、優(yōu)良的模擬量輸入通道的基礎(chǔ)：基礎(chǔ)：了解了解A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換器的原理原理和和外部特性外部特性。 模擬量輸入通道設(shè)計(jì)過(guò)程中需要主要模擬量輸入通道設(shè)計(jì)過(guò)程中需要主要解決的問(wèn)題解決的問(wèn)題：A/D轉(zhuǎn)換器與計(jì)算機(jī)的接口及其程序設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換器與計(jì)算機(jī)的接口及其程序設(shè)計(jì)。山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-753信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)1. A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 常見結(jié)構(gòu)：逐次逼近寄存器常見結(jié)構(gòu)：逐次逼近寄存器 雙積分雙積分 - 高速流水線高速流水線山東科技大學(xué)逐次逼近式速度為雙積分式逐次逼近

38、式速度為雙積分式的的100倍以上倍以上精度高于精度高于16位位信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-754信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(1) 逐次逼近寄存器式逐次逼近寄存器式A/D轉(zhuǎn)換器的基本工作原理轉(zhuǎn)換器的基本工作原理nrefrefrefIVVVVB2-+山東科技大學(xué)比較器比較器優(yōu)點(diǎn)：轉(zhuǎn)換速度快，轉(zhuǎn)換時(shí)間固定優(yōu)點(diǎn)：轉(zhuǎn)換速度快，轉(zhuǎn)換時(shí)間固定缺點(diǎn)：抗干擾能力差缺點(diǎn)：抗干擾能力差信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-755信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(2) A/D轉(zhuǎn)換器主要性能指標(biāo)及術(shù)語(yǔ)轉(zhuǎn)換器主

39、要性能指標(biāo)及術(shù)語(yǔ) 分辨率分辨率(Resolution) 量化誤差量化誤差(Quantizing error) 線性度線性度(Linearity) 轉(zhuǎn)換精度轉(zhuǎn)換精度(Conversion Accuracy) 絕對(duì)精度絕對(duì)精度 相對(duì)精度相對(duì)精度 轉(zhuǎn)換時(shí)間轉(zhuǎn)換時(shí)間(Conversion Time)山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-756信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(3) 常見常見A/D轉(zhuǎn)換器及其外特性轉(zhuǎn)換器及其外特性 由于逐次近似寄存器式轉(zhuǎn)換方式的快速性，因由于逐次近似寄存器式轉(zhuǎn)換方式的快速性，因此在普通此在普通A/D元件市場(chǎng)上有相

40、當(dāng)多的是采用該方法，元件市場(chǎng)上有相當(dāng)多的是采用該方法，如如 8位的位的ADC0801、0804、0808、0809； 10位的位的AD7570、AD573、AD575、AD579； 12位的位的AD574、AD578、AD7582。 山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-757信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)2. A/D轉(zhuǎn)換器接口及程序設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換器接口及程序設(shè)計(jì) 在模擬量輸入通道設(shè)計(jì)中，在模擬量輸入通道設(shè)計(jì)中，A/D轉(zhuǎn)換器與計(jì)算轉(zhuǎn)換器與計(jì)算機(jī)的連接機(jī)的連接(硬件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì))及及程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)(軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì))是其重是其重要組成部分

41、。要組成部分。 (1) A/D轉(zhuǎn)換器的接口技術(shù)轉(zhuǎn)換器的接口技術(shù) 模擬量輸入與數(shù)字量輸出的連接模擬量輸入與數(shù)字量輸出的連接 A/D轉(zhuǎn)換器的啟動(dòng)轉(zhuǎn)換器的啟動(dòng) A/D轉(zhuǎn)換器結(jié)束信號(hào)的處理轉(zhuǎn)換器結(jié)束信號(hào)的處理(2) A/D轉(zhuǎn)換器的程序設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換器的程序設(shè)計(jì) 如何啟動(dòng)如何啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換 如何判斷如何判斷A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束轉(zhuǎn)換結(jié)束 如何讀取并存放轉(zhuǎn)換結(jié)果如何讀取并存放轉(zhuǎn)換結(jié)果山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-758信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 并行并行A/D轉(zhuǎn)換器的典型應(yīng)用轉(zhuǎn)換器的典型應(yīng)用(ADC0809) 8 位位逐次逼近式逐次逼近式A/

42、D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 分辨率分辨率8 位，精度位，精度7 位位 8 個(gè)模擬量輸入通道個(gè)模擬量輸入通道 通道地址譯碼鎖存器通道地址譯碼鎖存器 輸出帶三態(tài)數(shù)據(jù)鎖存器輸出帶三態(tài)數(shù)據(jù)鎖存器 啟動(dòng)方式為脈沖啟動(dòng)啟動(dòng)方式為脈沖啟動(dòng) 輸入電壓范圍為輸入電壓范圍為05V山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-759信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-760信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)各引腳功能如下：各引腳功能如下： I

43、N0IN7：8路模擬量輸入端。允許路模擬量輸入端。允許8路模擬量分時(shí)輸入，共用一個(gè)路模擬量分時(shí)輸入，共用一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器。 ALE：地址鎖存允許信號(hào)，輸入，高電平有效。上升沿時(shí)鎖存：地址鎖存允許信號(hào)，輸入，高電平有效。上升沿時(shí)鎖存3位通位通道選擇信號(hào)。道選擇信號(hào)。 C、B、A：3位地址線即模擬量通道選擇線。位地址線即模擬量通道選擇線。 START：?jiǎn)?dòng)：?jiǎn)?dòng)A/D轉(zhuǎn)換信號(hào)，輸入，高電平有效。上升沿時(shí)將轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換信號(hào)，輸入，高電平有效。上升沿時(shí)將轉(zhuǎn)換器內(nèi)部清零，下降沿時(shí)啟動(dòng)內(nèi)部清零，下降沿時(shí)啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換。 EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，輸出，高電平有效。：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，輸出，高電平有效。

44、 OE：輸出允許信號(hào)，輸入，高電平有效。該信號(hào)用來(lái)打開三態(tài)輸出：輸出允許信號(hào)，輸入，高電平有效。該信號(hào)用來(lái)打開三態(tài)輸出緩沖器，將緩沖器，將A/D轉(zhuǎn)換得到的轉(zhuǎn)換得到的8位數(shù)字量送到數(shù)據(jù)總線上。位數(shù)字量送到數(shù)據(jù)總線上。 D0D7：8位數(shù)字量輸出。位數(shù)字量輸出。D0為最低位，為最低位，D7為最高位。由于有三態(tài)為最高位。由于有三態(tài)輸出鎖存，可與主機(jī)數(shù)據(jù)總線直接相連。輸出鎖存，可與主機(jī)數(shù)據(jù)總線直接相連。 CLOCK：外部時(shí)鐘脈沖輸入端。當(dāng)脈沖頻率為：外部時(shí)鐘脈沖輸入端。當(dāng)脈沖頻率為640kHz時(shí)，時(shí)，A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換時(shí)間為時(shí)間為100m ms。 VR+，VR-：基準(zhǔn)電壓源正、負(fù)端。取決于被轉(zhuǎn)換的模擬電壓范

45、圍，：基準(zhǔn)電壓源正、負(fù)端。取決于被轉(zhuǎn)換的模擬電壓范圍，通常通常VR+ = + +5V DC，VR- = 0V DC。 Vcc：工作電源，：工作電源， + +5VDC。 GND：電源地。：電源地。山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-761信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)ALEC.B.ASTARTEOCOEDO7DO0圖2-12 ADC0809的轉(zhuǎn)換時(shí)序ADC0809的轉(zhuǎn)換時(shí)序的轉(zhuǎn)換時(shí)序地址鎖存，譯碼地址鎖存，譯碼選通模擬開關(guān)的某一路選通模擬開關(guān)的某一路啟動(dòng)啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換內(nèi)部清零內(nèi)部清零A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束轉(zhuǎn)換結(jié)束輸出輸出轉(zhuǎn)換結(jié)果轉(zhuǎn)換結(jié)果

46、山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-762信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) ADC0809的的工作過(guò)程工作過(guò)程是：首先是：首先ALE的上升沿將輸入的的上升沿將輸入的3位地址位地址(C,B,A) 存入地址鎖存器中。此地址經(jīng)譯碼選通存入地址鎖存器中。此地址經(jīng)譯碼選通8路模路模擬輸入之一到擬輸入之一到A/D轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器。START上升沿將上升沿將SAR復(fù)位，下降復(fù)位，下降沿啟動(dòng)沿啟動(dòng) A/D轉(zhuǎn)換，此時(shí)轉(zhuǎn)換，此時(shí)EOC輸出信號(hào)變低電平，指示轉(zhuǎn)換正輸出信號(hào)變低電平，指示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行，直到在進(jìn)行，直到A/D轉(zhuǎn)換完成，轉(zhuǎn)換完成，EOC變?yōu)楦唠娖?/p>

47、，指示變?yōu)楦唠娖?，指示A/D轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個(gè)信號(hào)可用作中斷申請(qǐng)。換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個(gè)信號(hào)可用作中斷申請(qǐng)。當(dāng)當(dāng)OE輸入高電平時(shí)，輸出三態(tài)門打開，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸入高電平時(shí)，輸出三態(tài)門打開，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。輸出到數(shù)據(jù)總線上。山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-763信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)ADC0809與與8031采用查詢方式的接口電路采用查詢方式的接口電路山東科技大學(xué)濾除低頻干擾濾除低頻干擾濾除高頻干擾濾除高頻干擾信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)

48、2022-3-764信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 下面的程序是采用查詢方式，下面的程序是采用查詢方式，分別對(duì)分別對(duì)8路模擬信號(hào)輪流采路模擬信號(hào)輪流采樣一次樣一次，并，并依次把結(jié)果轉(zhuǎn)存到內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)依次把結(jié)果轉(zhuǎn)存到內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)的采樣存儲(chǔ)程的采樣存儲(chǔ)程序。序。 ORG 8000HSTART：MOV R1, #DATA ；置數(shù)據(jù)區(qū)地址指針；置數(shù)據(jù)區(qū)地址指針 MOV DPTH, #0DFH ；P2.5=0 MOV DPTL, #80H ；指向模擬通道；指向模擬通道0 MOV R7, #08H ；置通道數(shù)；置通道數(shù)LP1: MOVX DPTR，A ；所存模擬通道地址，啟動(dòng)；所存模擬

49、通道地址，啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換LP2: MOV C, P1.0 ；讀；讀EOC狀態(tài)狀態(tài) JNC LP2 ；非；非1，循環(huán)等待，循環(huán)等待 MOVX A，DPTR ；讀；讀A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果轉(zhuǎn)換結(jié)果 MOV R1，A ；存結(jié)果；存結(jié)果 INC R1 ；調(diào)整數(shù)據(jù)區(qū)指針；調(diào)整數(shù)據(jù)區(qū)指針 INC DPTR ；模擬量通道加；模擬量通道加1 DJNZ R7, LP1 ；8個(gè)通道全采樣完否？未完繼續(xù)個(gè)通道全采樣完否？未完繼續(xù)RET ；返回；返回 山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-765信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 串行串行A/D轉(zhuǎn)換器的典型應(yīng)用轉(zhuǎn)換

50、器的典型應(yīng)用(TLC2543) TLC2543是是TI公司生產(chǎn)的公司生產(chǎn)的12位位串行串行A/D轉(zhuǎn)換器，使用轉(zhuǎn)換器，使用開開關(guān)電容逐次逼近技術(shù)關(guān)電容逐次逼近技術(shù)完成完成A/D轉(zhuǎn)換過(guò)程。它具有轉(zhuǎn)換過(guò)程。它具有三個(gè)控制輸三個(gè)控制輸入端入端，采用簡(jiǎn)單的，采用簡(jiǎn)單的3線線SPI串行接口可方便地與微機(jī)進(jìn)行連接。串行接口可方便地與微機(jī)進(jìn)行連接。P1.0P1.0P1.1P1.1P1.2P1.2P1.3P1.380318031TLC2543TLC2543I/O CLOCKI/O CLOCKDATA INPUTDATA INPUTDATA OUTPUTDATA OUTPUTCSCS接口電路：接口電路： TLC2

51、543與與8031單片機(jī)接口原理圖單片機(jī)接口原理圖山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-766信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)3. 模擬量輸入模塊模擬量輸入模塊(ADAM-4017+) 8路差分輸入、路差分輸入、16位分辨率位分辨率 采樣速度快、輸入信號(hào)范圍廣、輸入阻抗高采樣速度快、輸入信號(hào)范圍廣、輸入阻抗高 輸入電壓或電流形式的模擬信號(hào)輸入電壓或電流形式的模擬信號(hào) 采用采用RS-485總線輸出形式，傳送距離最遠(yuǎn)可達(dá)總線輸出形式，傳送距離最遠(yuǎn)可達(dá)1200m 支持支持8路差分輸入信號(hào)，支持路差分輸入信號(hào)，支持Modbus協(xié)議協(xié)議 增加了

52、增加了420mA的輸入范圍的輸入范圍山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-7672.1 數(shù)字量過(guò)程通道的設(shè)計(jì)方法數(shù)字量過(guò)程通道的設(shè)計(jì)方法2.2 模擬量輸入通道設(shè)計(jì)方法模擬量輸入通道設(shè)計(jì)方法2.3 模擬量輸出通道設(shè)計(jì)方法模擬量輸出通道設(shè)計(jì)方法2.4 小小 結(jié)結(jié)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)第四講第四講信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-768信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)2.3 模擬量輸出通道設(shè)計(jì)方法模擬量輸出通道設(shè)計(jì)方法 模擬量輸出通道的模擬量輸出通道的任務(wù)任務(wù)：將計(jì)算

53、機(jī)處理后的數(shù)：將計(jì)算機(jī)處理后的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量，轉(zhuǎn)換輸出的模擬信號(hào)可能是電字量轉(zhuǎn)換為模擬量，轉(zhuǎn)換輸出的模擬信號(hào)可能是電壓或電流信號(hào)。這些轉(zhuǎn)換后的信號(hào)送入執(zhí)行機(jī)構(gòu)，壓或電流信號(hào)。這些轉(zhuǎn)換后的信號(hào)送入執(zhí)行機(jī)構(gòu)，引起執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作從而達(dá)到系統(tǒng)對(duì)被控對(duì)象調(diào)節(jié)的引起執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作從而達(dá)到系統(tǒng)對(duì)被控對(duì)象調(diào)節(jié)的目的。目的。 2.3.1 模擬量輸出通道的組成模擬量輸出通道的組成 2.3.2 模擬量輸出通道的設(shè)計(jì)模擬量輸出通道的設(shè)計(jì)山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-769信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)2.3.1 模擬量輸出通道的組成模擬量輸出通道的

54、組成 AO通道的通道的任務(wù)任務(wù)是把經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)或控制器處理得是把經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)或控制器處理得到的某些數(shù)據(jù)送回物理系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)物理量進(jìn)行調(diào)到的某些數(shù)據(jù)送回物理系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)物理量進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制。節(jié)和控制。 AO通道一般由通道一般由接口電路接口電路、數(shù)數(shù)/模模(D/A)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器、輸出保持器輸出保持器、多路開關(guān)多路開關(guān)和和電壓電壓/電流電流(V/I)變換器變換器等構(gòu)等構(gòu)成。成。山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-770信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(a) 每個(gè)通道單獨(dú)設(shè)置每個(gè)通道單獨(dú)設(shè)置D/A轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)模擬量輸出通道結(jié)構(gòu)圖模擬量輸

55、出通道結(jié)構(gòu)圖特點(diǎn)：特點(diǎn)：1. 一路輸出通道使用一個(gè)一路輸出通道使用一個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 2. D/A轉(zhuǎn)換器芯片內(nèi)部一般都帶有數(shù)據(jù)鎖存器轉(zhuǎn)換器芯片內(nèi)部一般都帶有數(shù)據(jù)鎖存器 3. D/A轉(zhuǎn)換器具有數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換模擬信號(hào)、信號(hào)保轉(zhuǎn)換器具有數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換模擬信號(hào)、信號(hào)保 持作用持作用 4. 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)換速度快，工作可靠，精度較結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)換速度快，工作可靠，精度較 高、通道獨(dú)立高、通道獨(dú)立 5. 缺點(diǎn)是所需缺點(diǎn)是所需D/A轉(zhuǎn)換器芯片較多轉(zhuǎn)換器芯片較多為何不需要為何不需要多路開關(guān)？多路開關(guān)？山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-771信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)

56、控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(b) 多通道共享多通道共享D/A轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：特點(diǎn)：1. 多路輸出通道共用一個(gè)多路輸出通道共用一個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 2. 每一路通道都配有一個(gè)采樣保持放大器每一路通道都配有一個(gè)采樣保持放大器 3. D/A轉(zhuǎn)換器只起數(shù)字到模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換作用轉(zhuǎn)換器只起數(shù)字到模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換作用 4. 采樣保持器實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)保持功能采樣保持器實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)保持功能 5. 節(jié)省節(jié)省D/A轉(zhuǎn)換器，但電路復(fù)雜，精度差，可靠低、占用轉(zhuǎn)換器，但電路復(fù)雜，精度差，可靠低、占用 主機(jī)時(shí)間主機(jī)時(shí)間 山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-772信息與電氣

57、工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)2.3.2 模擬量輸出通道的設(shè)計(jì)模擬量輸出通道的設(shè)計(jì)關(guān)鍵問(wèn)題：關(guān)鍵問(wèn)題：D/A轉(zhuǎn)換器與計(jì)算機(jī)的接口轉(zhuǎn)換器與計(jì)算機(jī)的接口(硬件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì))及及其程序設(shè)計(jì)其程序設(shè)計(jì)(軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì))1. D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量 輸出有電流和電壓兩種方式輸出有電流和電壓兩種方式 電壓輸出又有單極性和雙極性兩種方式電壓輸出又有單極性和雙極性兩種方式山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-773信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(1) D/A轉(zhuǎn)換器的原理轉(zhuǎn)換器的原理 D/A轉(zhuǎn)換器一般由轉(zhuǎn)

58、換器一般由基準(zhǔn)電壓基準(zhǔn)電壓、解碼網(wǎng)絡(luò)解碼網(wǎng)絡(luò)、運(yùn)算放大器運(yùn)算放大器和和模擬電子開關(guān)模擬電子開關(guān)組成。組成。 其中核心是其中核心是“解碼網(wǎng)絡(luò)解碼網(wǎng)絡(luò)”，常見有，常見有“權(quán)電阻解碼網(wǎng)絡(luò)權(quán)電阻解碼網(wǎng)絡(luò)”和和“T型電阻解碼網(wǎng)絡(luò)型電阻解碼網(wǎng)絡(luò)”。山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-774信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 權(quán)電阻解碼網(wǎng)絡(luò)權(quán)電阻解碼網(wǎng)絡(luò)4位位D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 可以把數(shù)字可以把數(shù)字00001111B轉(zhuǎn)換成大小不同的電流，從而在運(yùn)轉(zhuǎn)換成大小不同的電流，從而在運(yùn)算放大器輸出端得到大小不同的電壓。算放大器輸出端得到大小不同的電壓。權(quán)電阻

59、解碼網(wǎng)絡(luò)權(quán)電阻解碼網(wǎng)絡(luò)4位位D/A轉(zhuǎn)換器的原理圖轉(zhuǎn)換器的原理圖權(quán)電阻權(quán)電阻山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-775信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) T T型電阻解碼網(wǎng)絡(luò)型電阻解碼網(wǎng)絡(luò)T型電阻解碼網(wǎng)絡(luò)型電阻解碼網(wǎng)絡(luò)4位位D/A轉(zhuǎn)換器的原理圖轉(zhuǎn)換器的原理圖運(yùn)放輸出端的電壓通式為：運(yùn)放輸出端的電壓通式為：RRVDDDDRIVff+-4REF00112233fROUT2)2222(山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-776信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(2) D/A轉(zhuǎn)換器的主

60、要技術(shù)指標(biāo)轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo) 分辨率分辨率 精度精度 線性度線性度 轉(zhuǎn)換時(shí)間轉(zhuǎn)換時(shí)間 輸出方式：輸出方式：510V或或20mA3A山東科技大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)山東科技大學(xué)2022-3-777信息與電氣工程學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)2. D/A轉(zhuǎn)換器接口及程序設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換器接口及程序設(shè)計(jì) 一個(gè)一個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器接口，必須根據(jù)系統(tǒng)的需要選轉(zhuǎn)換器接口，必須根據(jù)系統(tǒng)的需要選擇合適的擇合適的D/A轉(zhuǎn)換芯片，通過(guò)外圍接口電路及器件，轉(zhuǎn)換芯片，通過(guò)外圍接口電路及器件，完成完成D/A轉(zhuǎn)換的信號(hào)處理。轉(zhuǎn)換的信號(hào)處理。D/A轉(zhuǎn)換器的接口技術(shù)轉(zhuǎn)換器的接口技術(shù) 計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)與D/A轉(zhuǎn)