【正文】 ine 普通雙列封裝 700 mW Small Outline 小外形封裝 500 mW Lead Temperature 焊接溫度 (TL) Soldering, 10 seconds)（焊接 10秒） 260℃ Remended Operating Conditions 建議操作條件： DC Supply Voltage 直流供電電壓 (VDD) 3 to 15 VDC Input Voltage輸入電壓 (VIN) 0 to VDD VDC 江西理工大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 21 Operating Temperature Range工作溫度范圍 (TA) 40℃ to +85℃ DC Electrical Characteristics 直流電氣特性： Symbol 符號 Parameter 參數(shù) Conditions 條件 40℃ +25℃ +85℃ Units 單位 最小 最大 最小 典型 最大 最小 最大 IDD Quiescent Device Current靜態(tài)電流 VDD = 5V μ A VDD = 10V VDD = 15V VOL LOW Level Output Voltage 輸出低電平電壓 VIN = VDD, |IO| 1μ A VDD = 5V 0 V VDD = 10V 0 VDD = 15V 0 VOH HIGH Level Output Voltage 輸出高電平電壓 VIN = VSS, |IO| 1μ A VDD = 5V 5 V VDD = 10V 10 VDD = 15V 15 VT NegativeGoing Threshold Voltage (Any Input) 負 向閾值電壓（任何輸入） |IO| 1μ A VDD=5V, VO = V VDD=10V, VO = 9V VDD=15V,VO= VT+ PositiveGoing Threshold Voltage (Any Input) 正 向閾值電壓（任何輸入） |IO| 1μ A VDD = 5V, VO = V VDD = 10V, VO = 1V VDD = 15V, VO = VH Hysteresis (VT+ VT) (Any Input) 滯后(VT+ VT)(任何輸入 ) VDD = 5V V VDD = 10V VDD = 15V IOL LOW Level Output Current 輸出低電平電流 (Note 3) VIN = VDD VDD=5V,VO = mA VDD=10V,VO= VDD=15V,VO = 江西理工大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 22 IOH HIGH Level Output Current 輸出高電平電流 (Note 3) VIN = VSS VDD=5V, VO = mA VDD =10V,VO= VDD=15V,VO= IIN Input Current 輸入電流 VDD=15V, VIN = 0V 105 μ A VDD=15V, VIN=15V 105 AC Electrical Characteristics 交流電氣特性： Symbol 符號 Parameter 參數(shù) Conditions 條件 最小 典型 最大 Units 單位 tPHL, tPLH Propagation Delay Time傳遞延遲時間 VDD = 5V 300 450 ns VDD = 10V 120 210 VDD = 15V 80 160 tTHL, tTLH Transition Time過渡時間 VDD = 5V 90 145 ns VDD = 10V 50 75 VDD = 15V 40 60 CIN Input Capacitance 輸入電容 (Any Input) pF CPD Power Dissipation功耗 Capacitance (Per Gate) 24 pF 電源電路 電源電路是指提供給用電設備電力供應的電源部分的電路設計，使用的電路形式和特點。 幾個組件通過導線互相連接，形成“電路”，也可以稱為“網(wǎng)絡”。 這里我使用了 LM2575 降壓開關電源。 保險絲是 1A，防止輸入電壓超過 40V 或電源板內(nèi)部短路引起的大電流造成的危害。 LM2575 和第一級濾波電路是按照 LM2575 的 datasheet 說明里接的，在后面又加了第二級濾波以進一步減小紋波。靈活高效的軟件能幫助您創(chuàng)建完全自定義的用戶界面，模塊化的硬件能方便地提供全方位的系統(tǒng)集成，標準的軟硬件平臺能滿足對同步和定時應用的需求。使用正確的軟件工具并通過設計或 調(diào)用特定的程序模塊，工程師和科學家們可以高效地創(chuàng)建自己的應用以及友好 的人機交互界面。 (2)模塊化的 I／ O硬件 面對如今日益復雜的測試測量應用，已經(jīng)提供了全方位的軟硬件的解決方案。 PXI作為一種專為工業(yè)數(shù)據(jù)采集與自動化應用度身江西理工大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 26 定制的模塊化儀器平臺，內(nèi)建有高端的定時和觸發(fā)總線，再配以各類模塊化的 I／ O硬件和相應的測試測量開發(fā)軟件，您就可以建立完全自定義的測試測量解決方案。此外，不斷發(fā)展的因特網(wǎng)和越來越快的計算機網(wǎng)絡使得虛擬儀器技術展現(xiàn)其更強大的優(yōu)勢。 開發(fā)時間少 在驅動和應用兩個層面上， NI高效的軟件構架能與計算機、儀器儀表和通訊方面的最新技術結合在一起。虛擬儀器軟件平臺為所有的 I／ O設備提供了標準的接口，幫助用戶輕松地將多個測量設備集成到單個系統(tǒng)，減少了任務的復雜性。 LabVIEW是一種圖形化的編程語言的開發(fā)環(huán)境，它廣泛地被工業(yè)界、學 術界和研究實驗室所接受，視為一個標準的數(shù)據(jù)采集和儀器控制軟件。利用它可以方便地建立自己的虛擬儀器，其圖形化的界面使得編程及使用過程都生動有趣。它可以增強你構建自己的科學和工程系統(tǒng)的能力，提供了實現(xiàn)儀器編程和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的便捷途徑。它充分利用計算機系統(tǒng)強大 的數(shù)據(jù)處理能力、在基本硬件的支持下，利用軟件完成數(shù)據(jù)的采集、控制、數(shù)據(jù)分析和處理、測試結果的顯示，通過軟硬件的配合來實現(xiàn)傳統(tǒng)儀器的各種功能。這為實驗系統(tǒng)網(wǎng)絡化建立了基礎。如圖所示虛擬頻譜分析儀，可將測試信號的時間歷程通過傅里葉變換變到頻域進行分析處理， 如圖 4圖 42所示 是目前最主要的信號分析法。 虛擬儀器技術應用在實驗教學中的優(yōu)勢 與傳統(tǒng)的實驗儀器相比，虛擬儀器有以下三點優(yōu)勢： （ 1）采用可視化的圖形編程語言和平臺，界面設計容易、編程簡單、修改方便。使用這種語言編程時，基本上不寫程序代碼，取而代之的是流程圖或框圖。它還內(nèi)置了便于應用 TCP/IP、 ActiveX 等軟件標準的庫函數(shù)。它具有圖形化的編程方式，使用圖標、連線來編寫程序，代替?zhèn)鹘y(tǒng)編程語言的文本語句，非常形象直觀，它提供各種旋鈕、儀表盤、波形圖等控制元件，用在計算機屏幕上創(chuàng)建虛擬儀器的軟面板，代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀器的硬面板；特別是它內(nèi)置的各個函數(shù)，幾乎江西理工大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 27 可以完成經(jīng)典的測試信號處理的全部功能。 無縫集成 虛擬儀器技術從本質(zhì)上說是一個集成的軟硬件概念。這得益于 NI軟件的靈活性，只需更新計算機或測量硬件，就能以最少的硬件投資和極少的、甚至無需軟件上的升級即可改進整個系統(tǒng)。這就是虛擬儀器技術帶給您的無可比擬的優(yōu)勢。高性能的硬件產(chǎn)品結合靈活的開發(fā)軟件，可以為負責測試和設計工作的工程師們創(chuàng)建完全自定義的測量系統(tǒng)，滿足各種獨特的應用要求。此外，還提供了更多交互 式的測量工具和更高層的系統(tǒng)管理軟件工具，例如連接設計與測試的交互式軟 件 Signal Express、用于傳統(tǒng) C語言的 Lab Windows／ CVI、針 對微軟 Visual Studio 的 Measurement Studio等等，均可滿足客戶對高性能應用的需求。只有同時擁有高效的軟件、模塊化 I／ O硬件和用于集成的軟硬件平臺這三大組成部分，才能充分發(fā)揮虛擬儀器技術性能高、擴展性強、開發(fā)時間少，以及出色的集成這四大優(yōu)勢。 本章小結 本章主要介紹了 光電傳感器的工作原理和流程以及 數(shù)據(jù)采集的結構、數(shù)據(jù)采集卡的主要功能，我們看到了數(shù)據(jù)采集的優(yōu)點，并介紹了數(shù)據(jù)采集的流程。 3300uF 的電容起儲能和電源濾波的作用，在電池組供電時主要起儲能作用，電容接在高壓端更利于儲能，因為如果電源暫時斷電，穩(wěn)壓電路前面的電壓逐漸下降不會影響輸出電壓。它的內(nèi)部結構如圖 37所示： 江西理工大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 23 圖 37 LM2575 它內(nèi)置了功率管和過流保護電路，在外部只需加少量的濾波元件即可構成一個開關電源模塊。“支路”是電路的一部分，每一個組件都有它獨屬的支路。 直流電源電路分為開關電源和非開關電源兩種形式，電路也大不相同。上升電壓 (V P)T 和下降電壓 (V N)之差定義為滯后電壓 (△ V T)。 施密特波形圖 如圖 36 所示 光電傳感器 20Hz2kHz帶通濾波器 放大限幅 小回差施密特觸發(fā)器 低通濾波器 大回差施密特觸發(fā)器 微機系統(tǒng) 江西理工大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計 19 圖 36 施密特波形圖 本文采用的 是 施密特觸發(fā)器 CD4093。 從傳感器得到的矩形脈沖經(jīng)傳輸后往往發(fā)生波形畸變。這種電路被設計成阻止輸入電壓出現(xiàn)微小變化（低于某一閾值）而引起的輸出電壓的改變。施密特觸發(fā)器是一種特殊的門電路，與普通的門電路不同，施密特觸發(fā)器有兩個閾值電壓，分別稱為正向閾值電壓和負向閾值電壓。其作用是將傳感器輸出的數(shù)字信號進行必要的整形或電平調(diào)整。很多信號調(diào)理模塊都提 供電流源和電壓源以便給傳感器提供激勵。大多數(shù)信號調(diào)理模塊有低通濾波器，用來濾除噪聲。 （ 2） 隔離 隔離是指使用變壓器、光或電容耦合等方法在被測系統(tǒng)和測試系統(tǒng)之間傳遞信號，避免直接的電連接。由于不同傳感器有不同的特性，因此，除了這些通用功能，還要根據(jù)具體傳感器的特性和要求來設計特殊的信 號調(diào)理功能。同時 NIPGIA 2 技術可實現(xiàn)快速精確的多通道掃描。 數(shù)字觸發(fā) 關聯(lián) (Correlated)DIO(2 條時鐘線 ,1 MHz) 另有 5倍采樣速率的高速 M 系列和 4 倍分辨率的高精度 M系列可供選擇 包括 NIDAQmx、 VI Logger Lite 數(shù)據(jù)記錄軟件和其他測量服務 2路 16位模擬輸出 (833 kS/s) 帶有 37針連接器的 NI PCI6221(37 針 )DAQ 卡為 OEM 客戶提供了高性價比的解決方案。 NI公司還提供了一個數(shù)據(jù)采集卡的配置工具軟件 Measurement＆ Automation Explorer，它可以配置 NI公司的軟件和硬件，比如執(zhí)行系統(tǒng)測試和診斷、增加新通道和虛擬通道、設置測量系統(tǒng)的方式、察看所連接的設備等。計數(shù)器包括三個重要信號：門限信號、計數(shù)信號、輸出。數(shù)字 I／ O常見的應用是在計算機和外設如打印機、數(shù)據(jù)記錄儀等之間傳送數(shù)據(jù)。它的重要參數(shù)包括：數(shù)字口路數(shù) (1ine)、接收 (發(fā)送 )率、驅動能力等。建立時間短、轉換率高的 D／ A可以提供一個較高頻率的信號。A／ D的性能和參數(shù)直接影響著模擬 輸入的質(zhì)量，要根據(jù)實際需要的精度來選擇合適的 A／ D。 后面可以看到怎樣使用采集的 VI程序設置有 Buffer及無 Buffer的 I／ O操作，以及設置觸發(fā)的類型。 下列情況使用軟件觸發(fā)： 用戶需要對所有采集操作有明確的控制，并且事件定時不需要非常準確。硬件觸發(fā)可進一步分為外部觸發(fā)和內(nèi)部觸發(fā)。 觸發(fā) (Triggering) 觸發(fā)涉及初始化、終止或同步采集事件的任何方法。