【正文】 時(shí) ， 處于采樣狀態(tài) ， 輸出跟隨輸入；控制端 VC 為低電平時(shí) ， 處于保持狀態(tài) ，輸出保持 VC由高電平向低電平跳變瞬間的輸入電壓數(shù)值 。 圖 干簧繼電器的原理 27 集成多路模擬開關(guān) 集成模擬開關(guān)是將多路半導(dǎo)體模擬開關(guān)集成在一個(gè)芯片上 ， 其特點(diǎn)是切換速度高 、 體積小 、應(yīng)用方便 ， 但比機(jī)械多路開關(guān)的導(dǎo)通電阻大 ， 為幾十至幾百歐姆 ， 而且各通道之間有時(shí)會互相串?dāng)_ 。 常用的集成功率電子開關(guān)有 TWH875 TWH8728 等 。 圖 低壓小功率開關(guān)量輸出 20 繼電器輸出 繼電器經(jīng)常用于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的開關(guān)量輸出功率放大 ， 即利用繼電器作為計(jì)算機(jī)輸出的執(zhí)行機(jī)構(gòu) ， 通過繼電器的觸點(diǎn)控制較大功率設(shè)備或控制接觸器的通斷以驅(qū)動更大功率的負(fù)載 ， 從而完成從直流低壓到交流 (或直流 )高壓 、 從小功率到大功率的轉(zhuǎn)換 。 使用光電隔離器件的注意事項(xiàng) 15 開關(guān)量輸出 在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中 ， 經(jīng)常需要控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的開 /關(guān)或啟 /停 ， 某些控制算法也需要控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)在一定時(shí)間 T內(nèi)的全負(fù)荷工作時(shí)間 t(0≤t≤T)，這些控制是通過計(jì)算機(jī)開關(guān)量輸出通道來實(shí)現(xiàn)的 。 因此 ，在傳送高頻信號時(shí) ， 應(yīng)該考慮光電隔離器件的頻率特性 ， 選擇通過頻率較高的光電隔離器 。 圖 出了兩種開關(guān)量光電耦合輸入電路 ， 它們除了實(shí)現(xiàn)電氣隔離之外 ， 還具有電平轉(zhuǎn)換功能 。 出于安全或抗干擾等方面的考慮 ， 現(xiàn)場的開關(guān)量輸入至計(jì)算機(jī)接口前 ， 一般需要進(jìn)行預(yù)處理 ， 然后再送至接口 。 ? 開關(guān)量輸入信號的類型 ? 開關(guān)量信號輸入通道 3 1. 開關(guān)量輸入信號的類型 開關(guān)量輸入信號有以下基本類型 ? 1位的狀態(tài)信號 。 如用于設(shè)定系統(tǒng)參數(shù)的撥碼開關(guān)組等 。 圖 輸入保護(hù)電路 8 消除機(jī)械抖動影響 操作按鈕 、 繼電器觸點(diǎn) 、 行程開關(guān)等機(jī)械裝置在接通或斷開時(shí)均要產(chǎn)生機(jī)械抖動 ， 體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)的輸入上就是輸入信號在邏輯 “ 0”和 “ 1”之間多次振蕩 ， 如不適當(dāng)處理就會導(dǎo)致計(jì)算機(jī)的錯(cuò)誤控制 。 ? 使用光電隔離器件的注意事項(xiàng) 圖 三極管輸出型光電隔離器件原理 當(dāng)輸入側(cè)流過一定的電流 IF 時(shí)，發(fā)光二極管開始發(fā)光，它觸發(fā)光電三極管使其導(dǎo)通；當(dāng)撤去該電流時(shí)，發(fā)光二極管熄滅、三極管截止。 ? 輸出端暗電流 這是指光電隔離器處于截止?fàn)顟B(tài)時(shí) ， 流經(jīng)輸出端元件的電流 ， 此值越小越好 。 圖 典型的開關(guān)量輸出通道結(jié)構(gòu) 16 常用措施 ? 隔離處理 ? 電平轉(zhuǎn)換和功率放大 17 隔離處理 當(dāng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的開關(guān)量輸出信號用于控制較大功率的設(shè)備時(shí)，為防止現(xiàn)場設(shè)備上的強(qiáng)電磁干擾或高電壓通過輸出通道進(jìn)入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，一般需要采取光電隔離措施隔離現(xiàn)場設(shè)備和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 圖 繼電器式開關(guān)量輸出 21 晶閘管輸出 作為一種大功率半導(dǎo)體無觸點(diǎn)開關(guān)器件 ， 晶閘管具有以較小的功率來控制大功率的特點(diǎn) ， 因此在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中被廣泛地用作功率執(zhí)行元件 ， 一般是由計(jì)算機(jī)發(fā)出數(shù)字觸發(fā)脈沖信號實(shí)現(xiàn)其通斷控制 。 圖 TWH8751的引腳圖 圖 TWH8751作為直流輸出開關(guān) 24 模擬量輸入 生產(chǎn)過程中的隨時(shí)間連續(xù)變化的物理量 ， 如溫度 、壓力 、 流量 、 液位 、 濕度等 ， 由傳感器檢測并轉(zhuǎn)換為模擬的電信號 ， 通過模擬量輸入通道送至計(jì)算機(jī)系統(tǒng) ，最終經(jīng) A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為數(shù)字量 ， 才能交由計(jì)算機(jī)處理 。 圖 AD7501的結(jié)構(gòu)圖 29 集成多路模擬開關(guān) 圖 AD7501構(gòu)成的 8路差分模擬信號輸入電路 ，其中 V1i為第 i 路 (i=1， 2， … ， 8) 模擬輸入信號的正端 ,V2i 為第 i 路 ( i=1， 2， … ， 8) 模擬輸入信號的負(fù)端 ， V＋ 為輸出模擬信號的正端 ， V為輸出模擬信號的負(fù)端 。根據(jù)具體情況 ， 可以采用以下幾種措施 ? 光電隔離 ? 共模電壓的隔離 34 光電隔離 在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中 ， 一般在計(jì)算機(jī)接口和 A/D轉(zhuǎn)換電路之間實(shí)施光電隔離 。 圖 共模電壓的電容隔離技術(shù) 37 隔離放大器 隔離放大器包括高性能的運(yùn)算放大器 、 調(diào)制解調(diào)器 、 信號耦合變壓器 、 輸出運(yùn)算放大器 、 濾波器和電源幾個(gè)部分 。圖 ， 其中 ， 運(yùn)算放大器A1?A3構(gòu)成儀表放大器 ， A4用于實(shí)現(xiàn)零輸出的綜合補(bǔ)償 。 模擬開關(guān) S1~S3由計(jì)算機(jī)程序來控制 ， 任何時(shí)候至少有一個(gè)開關(guān)是閉合的 。 通過合理的濾波電路的設(shè)計(jì) ， 可以濾除模擬輸入信號中的特定頻段的噪聲信號 。但是 ， 如果模擬量信號輸出通道較多 ， 就會使系統(tǒng)造價(jià)增加很多 ， 尤其是采用高精度的 D/A轉(zhuǎn)換器時(shí) ， 這一問題尤為嚴(yán)重 。 因此 ， 除按需要設(shè)計(jì) 、 計(jì)算有關(guān)交流電源系統(tǒng)的電路和參數(shù)外 ， 還要考慮交流電源的凈化問題 。 ? 幾種常用的集成穩(wěn)壓器 57 幾種常見的集成穩(wěn)壓器 ? 三端輸出電壓固定式集成穩(wěn)壓器 ? W7800系列三端固定式正輸出集成穩(wěn)壓器 ? W7900系列三端固定式負(fù)輸出集成穩(wěn)壓器 ? 三端輸出電壓可調(diào)式集成穩(wěn)壓器 58 W7800系列三端固定式正輸出 集成穩(wěn)壓器 該系列器件只有輸入端 輸出端 2和公共端 3。 圖 W7900系列典型接線圖 60 三端輸出電壓可調(diào)式集成穩(wěn)壓器 ? W11 W21 W317正輸出三端電壓可調(diào)式集成穩(wěn)壓器 ? W13 W23 W337負(fù)輸出三端電壓可調(diào)式集成穩(wěn)壓器 W13 W23 W337是負(fù)輸出三端電壓可調(diào)式集成穩(wěn)壓器 ， 其主要參數(shù)和主教材表 ，但輸入 、 輸出電壓均為負(fù)值 。 圖 W317組成的 ~37V穩(wěn)壓電源 W11 W21 W317三端 電壓正輸出可調(diào)式集成穩(wěn)壓器 63 3. 基準(zhǔn)電源 一般 A/D、 D/A轉(zhuǎn)換器都需要由外部提供參考電源 ， 在 A/D、 D/A轉(zhuǎn)換器選定后 ， 轉(zhuǎn)換精確度主要取決于參考電源的精度；高精度放大電路需要提供高精度的工作電源 ， 其關(guān)鍵也在于要有精密的參考電源 ， 習(xí)慣上 ， 我們常稱之為基準(zhǔn)電源 。 下面介紹 AD584的幾種應(yīng)用電路 。 圖 可提供大電流的精密電流源 72 ?5V電壓跟蹤基準(zhǔn) 使用圖 ?5V電壓跟蹤基準(zhǔn) 。 圖中 ，輸入級濾波器用于抑制來自系統(tǒng)電源的噪聲和從調(diào)制器反饋回的脈動信號 ， 調(diào)制器把直流信號轉(zhuǎn)換為交流信號以使其可以通過變壓器 ， 由變壓器實(shí)現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換和隔離 ，輸出解調(diào)器分離出所需的直流電平 ， 輸出級濾波器抑制輸出噪聲和脈動信號 。 82 離散信號及采樣信號 離散信號是僅在各個(gè)離散時(shí)間瞬時(shí)上有定義的信號。 圖 理想采樣開關(guān)的采樣過程 85 采樣類型 ? 周期采樣 指相鄰兩次采樣的時(shí)間間隔相等 ， 也稱為普通采樣 。 多速采樣可以用同步采樣進(jìn)行等效分析 。 ? 限幅濾波方法 ? 中值濾波方法 ? 算術(shù)平均濾波方法 ? 一階滯后濾波方法 ? 復(fù)合濾波方法