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計算機控制ppt課件-展示頁

2025-05-12 07:08本頁面
  

【正文】 模擬量輸入通道及接口 A/D轉(zhuǎn)換器的性能指標 (2)轉(zhuǎn)換精度: ? 轉(zhuǎn)換器在整個工作期間理想值與實際值值之間的最大偏差。 用位數(shù)來表示,位數(shù)越高,分辨率越高。 數(shù)碼對應的反饋電壓 Uf = V, 它與 輸入的模擬電壓 Ui= V相差 , 不過 兩者的差值已小于 1LSB所對應的量化電壓 。 t U 1 2 3 4 5 6 7 8 Ui 時鐘脈沖 1 2 3 4 5 6 7 8 逐次逼近比較過程 脈沖 1 SAR置為 10000000 2 110000003 1100000 4 10100005 10010006 10011007 1108 11 逐次逼近式 A/ D轉(zhuǎn)換的過程可用表 。 SAR 狀態(tài)改為 11000000。 第二個時鐘脈沖到來時 , SAR 置為 11000000碼,經(jīng)過 D/ A轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生反饋 電壓 U f ? ? ?5 12 10 2427 682. . .V, 因 Ui Uf , 故保留此位 “ 1”。工作過程如下 : 轉(zhuǎn)換開始之前,先將 SAR 清零 ; 轉(zhuǎn)換開始,第一個時鐘脈沖到來時 , SAR 的狀態(tài)置為 10000000, 經(jīng) D/ A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn)換成反饋電壓 U Uf R EF? ?125 12.V, 反 反饋到比較器與 Ui比較。 是使用最廣泛的 ADC, 16位以下的 A/D轉(zhuǎn)換時,速度和精度都可以。即只能對 05V的 Vx有效轉(zhuǎn)換,大于 5V時達到了滿量程。即如果 Vref = 5V, 則 VsMax = 5V。 (6)控制邏輯發(fā)‘轉(zhuǎn)換結(jié)束’信號,通知 CPU,可以讀取數(shù)據(jù)。 信號: Vx 待轉(zhuǎn)換的輸入模擬電壓; Vs D/A轉(zhuǎn)換后的模擬電壓; ? A/D轉(zhuǎn)換過程: (1)微機發(fā)出‘啟動’信號,清除寄存器各位; (2)由控制邏輯將 SAR寄存器的最高位置 1; (3)D/A轉(zhuǎn)換器將 10000000轉(zhuǎn)成 Vs 。 ( 3)轉(zhuǎn)換過程較慢,因有 2個積分過程。 (2)提高時鐘頻率,需采用采用高速器件,以 提高轉(zhuǎn)換電路的工作速度 . 特點 : ( 1)精度高 。 ③ 用高頻標準時鐘脈沖測量反向積分時間 T,得到相應于輸入電壓的數(shù)字量。 ? A/D轉(zhuǎn)換過程: ① 先對被測輸入電壓 Vx進行固定時間T0的正向積分, ② 然后控制邏輯將電子開關接參考電壓進行反向積分,直至反向積分輸出返回到起始值 。 ? 原理:采用間接測量原理,將被測電壓轉(zhuǎn)換成時間常數(shù) T。 模擬量輸入通道及接口 四、 A/D轉(zhuǎn)換器 根據(jù)工作原理, A/D轉(zhuǎn)換器最常用的有兩種: 雙 積分式 A/D轉(zhuǎn)換器和 逐位逼近式 A/D轉(zhuǎn)換器。 保持過程 : 控制信號為低電平(即保持階段)時,開關 S斷開, V0保持 S斷開時的電壓值。 模擬開關 :采樣或保持 保持電容 :保持輸入電壓 緩沖放大器 :隔離保持電容與負載 ? 采樣保持器 基本組成 ? 采樣保持器工作原理 采樣過程 : 當控制信號為高電平(即采用階段)時,開關S閉合,輸入信號通過電阻 R向保持電容 C充電。 ? 采樣開關閉合時,模擬信號經(jīng)放大器輸入,送給 A/D轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。 C,B,A:地址信號 X:輸出 /輸入公共端。 CD4051多路開關 圖 834 CD4051多路開關引腳圖 說明: VEE:負電源 VSS:地端 VDD:正電源 INH:為允許/禁止輸出控制端。可以將各路模擬信號依次連接到程 控放大器或 A/D轉(zhuǎn)換器上。 3)多路 A/ D通道 ? 同步高速數(shù)據(jù)采集、同步轉(zhuǎn)換的控制系統(tǒng),成本較高。 模擬量輸入通道及接口 一、 模擬量輸入通道結(jié)構(gòu) 過程參數(shù)多路轉(zhuǎn)換器放 大 器檢測信 號 處 理信 號 處 理采 樣 保 持 器 A / D 轉(zhuǎn) 換 器接口控 制C P U 總 線C P U 總 線 利用傳感器將信號源檢測的非電量轉(zhuǎn)換為電量,并進行信號處理、濾波、 多路轉(zhuǎn)換、信號放大等,經(jīng)采樣保持器,將模擬信號變換成時間上離散的采樣保持信號后,送至 A/ D轉(zhuǎn)換器將模擬保持信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,再經(jīng) I/ O接口電路送入計算機 . 二、模入通道結(jié)構(gòu)形式 ? 1)多路信號源共享采樣保持器和 A/ D轉(zhuǎn)換器 ? 節(jié)省硬件資源,成本較低,但轉(zhuǎn)換速度較慢,常用于分時采樣和分時轉(zhuǎn)換的控制系統(tǒng)中。 2)多路同時采樣、分時轉(zhuǎn)換模入通道 ? 多用于轉(zhuǎn)換速度、精度要求不高,需同時采集、分時轉(zhuǎn)換的控制系統(tǒng),如多點巡回檢測系統(tǒng)。 三、 A/ D轉(zhuǎn)換器的外圍電路 模擬多路開關 模擬多路開關又稱多路轉(zhuǎn)換器,用來切換模 擬電壓信號。 以 CD4051為例。當 INH為“ 1”時,前后級通道斷開, 當INH為“ 0”時,正常選通。 X 0X 1X 2X 3X 4X 5X 6X 7I N HABCV D DV E EXV S S
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