【正文】 CH通常是外接的 ， 其取值與采樣頻率和精度有關(guān) ， 常選 510～ 1000pF。 減小 CH可提高采樣頻率 ， 但會(huì)降低精度 。 一般選用聚苯乙稀 、 聚四氟乙稀等高質(zhì)量電容器作CH。 選擇采樣保持器的主要因素有 ， 獲取時(shí)間 、 電壓下降率等 。LF198的 CH取為 時(shí) ， 信號(hào)達(dá)到 ％ 精度所需的獲取時(shí)間（ 采樣時(shí)間 ） 為 25μs ， 保持期間的輸出電壓下降率為每秒 3μV 。若 A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時(shí)間為 100μs ， 轉(zhuǎn)換期間保持器輸出電壓下降約 300μV 。 當(dāng)被測(cè)信號(hào)變化緩慢時(shí) ， 若 A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換時(shí)間足夠短 ， 可以不加采樣保持器 圖 集成采樣保持器的原理結(jié)構(gòu) （ a） AD582 （ b） LF198/298/398 3． A/D轉(zhuǎn)換模板舉例 圖 8通道模擬輸入板 。 它由 2片多路開(kāi)關(guān) CD4051（ 8路 ） 、 采樣保持器 LF39 12位 A/D轉(zhuǎn)換器 AD574A、 儀用放大器 AD625和接口電路 8255A等組成 。 圖 8路 A/D轉(zhuǎn)換模板 該模擬輸入板的主要技術(shù)指標(biāo)如下： 分辨率 12位 通道數(shù) 雙端 8路 輸入量程 單極性 0～ 10V 雙極性 5V～ +5V 轉(zhuǎn)換時(shí)間 （ A/D） 25μs 線路誤差 不大于 % 應(yīng)答方式 查詢 該模板采集一個(gè)數(shù)據(jù)的過(guò)程如下： ⑴ 通道選擇 目的通道號(hào)寫入端口 C低 4位 ， 使 LF398對(duì)目的通道采樣 （ LF398的工作狀態(tài)受 AD574A的 STS控制 ， AD574未轉(zhuǎn)換期間 STS=0， LF398處于采樣狀態(tài) ） 。 ⑵ 啟動(dòng) AD574A轉(zhuǎn)換 通過(guò) PC6～ PC4輸出控制信號(hào)啟動(dòng) AD574A。 ⑶ 查詢 AD574A是否轉(zhuǎn)換結(jié)束 讀端口 A， 了解 STS是否已由高電平變?yōu)榈碗娖?。 ⑷ 讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果 讀 8255A端口 A、 B， 便可得到轉(zhuǎn)換結(jié)果 。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實(shí)例 計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可采用小型機(jī)或微型機(jī)構(gòu)成 。 以微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一般采用單總線結(jié)構(gòu) ， 目前比較流行的總線有 STD總線 、 S100總線 、 MULTIBUS總線 、 IBMPC總線等 。 它的主要特點(diǎn)是： ⑴ 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ， 容易實(shí)現(xiàn) ， 能夠滿足中 、 小規(guī)模數(shù)據(jù)采 集系統(tǒng)的要求； ⑵ 微型計(jì)算機(jī)對(duì)環(huán)境的要求不太高 ， 能夠在比較惡劣的環(huán)境 下工作； ⑶ 微型計(jì)算機(jī)的價(jià)格低廉 ， 可降低數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的投資 ， 即 使是比較小的系統(tǒng) ， 也可以采用它； ⑷ 采用微型計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以作為分布式數(shù)據(jù)采集 系統(tǒng)的一個(gè)基本組成部分進(jìn)一步擴(kuò)充； ⑸ 微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用有比較堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ) ， 各種 I/O模板及應(yīng)用 軟件都比較齊全 ， 便于使用 ， 便于維修 。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成及基本功能 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)簡(jiǎn)稱 DAS（ Data Acquisition System） , 微型計(jì)算機(jī)與 DAS相配合可以完成各種測(cè)量任務(wù) ， 并具有很強(qiáng)的通用性 。 目前已有許多與各種微機(jī)系統(tǒng)相匹配的 DAS插件板問(wèn)世 。 隨著集成技術(shù)的發(fā)展 ， 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也有了較大的變化 ， 但其基本工作過(guò)程及基本組成仍保持不變 。 圖 的 DAS的基本結(jié)構(gòu)圖 。 圖 DAS的基本結(jié)構(gòu)圖 圖中的多路開(kāi)關(guān) 、 采樣 /保持器 、 A/D轉(zhuǎn)換器等構(gòu)成了 DAS的數(shù)據(jù)輸入通道 ， 多路模擬輸入信號(hào)經(jīng)多路開(kāi)關(guān)依次接通并順序輸入 ， 再經(jīng)放大及濾波后被采樣 /保持器 （ S/H） 采樣并保持 ，使輸入到 A/D轉(zhuǎn)換器的模擬量在保持時(shí)間內(nèi)恒定 ， 以保證 A/D轉(zhuǎn)換的準(zhǔn)確度 ， A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量可經(jīng)三態(tài)門送入總線 ，以便由微型計(jì)算機(jī)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理 。 圖中的 D/A轉(zhuǎn)換器 、多路分配器 、 采樣 /保持器等構(gòu)成了 DAS的數(shù)據(jù)輸出通道 ， 輸入數(shù)據(jù)經(jīng)微機(jī)處理后通過(guò)鎖存器送到 D/A轉(zhuǎn)換器 ， 然后再在多路分配器的作用下依次輸出 。 為了保持輸出量的連續(xù)性 ， 各路也要接入采樣 /保持電路 。 由此可見(jiàn) ， 一個(gè)完整的數(shù)據(jù)采集工作過(guò)程大致可分為三步： 1． 數(shù)據(jù)采集 被測(cè)信號(hào)經(jīng)過(guò)放大 ， 濾波 ， A/D轉(zhuǎn)換 ， 并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量送入計(jì)算機(jī) 。 這里要考慮干擾抑制 、 帶通選擇 、 轉(zhuǎn)換準(zhǔn)確度 、 采樣 /保持及計(jì)算機(jī)接口等問(wèn)題 。 2． 數(shù)據(jù)處理 由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)根據(jù)不同的要求對(duì)采集的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行各種數(shù)學(xué)運(yùn)算 。 3． 結(jié)果處理 將數(shù)據(jù)處理后的結(jié)果在輸出設(shè)備上 （ 打印機(jī) 、 繪圖儀 、 CRT等 ）復(fù)現(xiàn)出來(lái) ， 或者將數(shù)據(jù)存入磁盤保存起來(lái) ， 或通過(guò)通信線路送到遠(yuǎn)地 。 上述整個(gè)過(guò)程都是在計(jì)算機(jī)的主導(dǎo)下用軟件通過(guò) DAS來(lái)完成的。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例 自動(dòng)巡回檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例 自動(dòng)巡回檢測(cè)系統(tǒng)是一種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) ， 所謂自動(dòng)巡回檢測(cè)就是對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的某些參數(shù)以一定的周期自動(dòng)地進(jìn)行檢測(cè)和測(cè)量 。 如衛(wèi)星發(fā)射前各部位的狀態(tài) ， 就需要長(zhǎng)時(shí)間的不斷地進(jìn)行監(jiān)測(cè) 。 在組成巡回檢測(cè)系統(tǒng)時(shí) ， 要注意被測(cè)信號(hào)變化的快慢 ， 測(cè)量的精度以及采樣周期等方面的要求 。 比如：如果被測(cè)信號(hào)參數(shù)變化較快 ,應(yīng)在系統(tǒng)中加入采樣 /保持器以確保 A/D轉(zhuǎn)換器在轉(zhuǎn)換期間其轉(zhuǎn)換信號(hào)不變；相反 ， 如果被測(cè)參數(shù)變化緩慢 ， 系統(tǒng)可以不使用采樣 /保持器 。 例：試設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 。 要求該系統(tǒng)能對(duì)八路模擬信號(hào) （ 變化頻率 ≤ 100Hz） 進(jìn)行連續(xù)巡回檢測(cè) ， 電壓范圍 0V～10V， 分辨率為 5mV（ %） ， 采樣間隔為 1S， 同時(shí) ， 為了增強(qiáng)抗干擾能力 ， 還要求能對(duì)采樣信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波處理 。按此要求組成的巡回檢測(cè)系統(tǒng)的電路原理如圖 。 圖 八路自動(dòng)巡回檢測(cè)系統(tǒng)電路原理圖 巡回檢測(cè)周期允許為 1s，但為了對(duì)采樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，必須對(duì)每路信號(hào)進(jìn)行多次采集。因此， A/D轉(zhuǎn)換器選用轉(zhuǎn)換速度較快的 AD574。 AD574的分辨率 12位（ ％），轉(zhuǎn)換誤差 ％，轉(zhuǎn)換時(shí)間 25μs ，輸入電壓的范圍均能符合上述要求。多路模擬開(kāi)關(guān)選用 CD4051。 CD4051導(dǎo)通電阻為 200Ω ，由于采樣／保持器的輸入電阻一般在 10MΩ 以上，所以輸入電壓在 CD4051上的壓降僅為%左右，符合要求。 CD4051的開(kāi)關(guān)漏電流僅為 0． 08nA，當(dāng)信號(hào)源內(nèi)阻為 10kΩ 時(shí)，誤差電壓約為 ，可以忽略不計(jì)。采樣／保持器選用 LF398， LF398采樣速度快，保持性能好，非線性度為士 ％，也符合上述要求。整個(gè)系統(tǒng)采用以 8086CPU構(gòu)成的微機(jī)系統(tǒng)來(lái)實(shí)施控制。 該系統(tǒng)檢測(cè)周期的定時(shí)由定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 8253來(lái)完成。設(shè)與8253 CLK0相連的時(shí)鐘頻率為 2MHz， OUT0接 CLK1， OUT1接 8259的 IR2。選 8253的計(jì)數(shù)器 0工作在方式 2，定時(shí)時(shí)間 20ms（計(jì)數(shù)初值為40000D），禁止中斷；計(jì)數(shù)器 1工作在方式 2，計(jì)數(shù)次數(shù) 50，允許中斷。每中斷一次（即每隔 1S），便通知進(jìn)行定時(shí)采樣。 采樣 子程序框圖 圖 （ a） 采樣后 有效數(shù)據(jù)的格式圖 圖 （ b） 。 ？在自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，分辨率選擇依據(jù)是什么？轉(zhuǎn)換時(shí)間選擇依據(jù)是什么？ ？ ？ ，實(shí)物連接示意圖，說(shuō)明應(yīng)采購(gòu)哪些器件，闡述編程思想。