《第六章 计算机测试技术》.ppt

第六章 计算机测试技术 LABVIEW虚拟仪器开发系统 （3）模/数（A/D）转换器 在测量控制系统中，需要有将模拟信号转换为数字信号的功能电路，简称A/D转换器。 常用A/D转换器 按其工作原理不同，A/D转换器可分为积分型和比较型两大类。 ①积分型A／D转换器 积分型A／D转换器又称为间接型转换器，这是因为这类转换器是先将输入的模拟量（模拟电压）转换成某种中间量（时间间隔或频率），然后再将此中间量变换为相应的数字量。 积分型A／D转换器种类较多，如单积分型、双积分型、四重积分型、电荷平衡型和脉冲宽度调制型等。 应用最广泛的是双积分型A／D转换器 国内外现有的此类产品主要是低速A/D转换器产品，如MC14433、ICL7016/7017、ICL7126/7127等 ②比较型A／D转换器 比较型A／D转换器又称为直接型转换器。这是因为这种转换器是将输入模拟量(模拟电压)与基准电压直接进行比较，再转换成相应的数字量。 比较型A/D转换器按内部工作时有无反馈，可分为反馈比较型A／D转换器和无反馈比较型A／D转换器。 反馈比较型A／D转换器，根据控制逻辑电路的不同，又可分为逐次近似型和跟踪比较型。 逐次近似型A/D转换器 它是目前应用得最为广泛的中、高速A/D转换器，其最大特点是转换速率较快，而且在售价(成本)、精度和转换速率三个重要的指标之间易于取得较好的平衡。 ③无反馈比较型A/D转换器 无反馈比较型A/D转换器是迄今为止能获得最快转换速度的A/D转换器，特别是其中的并行比较型A/D转换器。高速A／D转换器一般都是属于无反馈比较型A/D转换器。 这类A/D转换器又分为并行比较型、串行比较型和串—并行比较型等三种转换器。 并行比较型A／D转换器难以达到高位要求，将并行比较型和串行比较型这两种结构结合起来构成的串—并行比较型A／D转换器，在一定程度上克服了并行或串行比较型A／D转换器难于达到高位数的要求，随着半导体技术的发展，目前已有16位以上的串—并行比较型高速A／D转换器供实际工程采用。 按精度和速率分类的A/D转换器应用简介 表列出了A／D转换器按精度高低进行分类的标准，表列出了A/D转换器转换速率的分类标准，以及其主要应用领域。 A/D转换器选择原则 A/D转换器的选择原则是根据其分辨率、转换时间和精度来进行。一般位数越高，转换误差越小，则测量精度越高，但成本也越高。 6.3 计算机测试系统输出通道设计： D/A、多路模拟开关、采样保持器等 将微型机处理后的数字信号，用于控制执行机构时，就必须考虑输出信号的形式。实际工程应用中，根据不同的受控对象和具体要求，信号输出可以有多种。所以，微型机与执行装置之间还要有一个接口部分，以实现信号转换、参数匹配及功率放大等功能。 因大多数的执行装置为电动或气动执行器等形式，它们只能够接收模拟信号。 （1）输出通道信号种类 根据输出对象的不同，计算机检测系统输出信号有：模拟量、开关量、数字量等输出信号。 1）模拟量输出信号 模拟量输出信号是最常见的输出信号方式，通常有直流电流、电压两种输出形式。 2）开关量输出信号 从性质上讲，开关量是一种二值型的输出量，即表征“开”与“关”，或者“是”与“非”等二种状态。控制系统及智能仪器系统中的开关量输出信号具有以下几种基本的表现形式。 开关量控制 越限报警 反映系统本身的工作状态 3）数字量输出信号 数字量的输出方式是计算机控制系统中重要的信号输出形式。数字量输出信号分为串行和并行两种。 串行用于较远距离的数据传输和信息交换，例如系统与上位计算机之间通信多为串行。 并行方式传输速度快，但所需导线条数多，只适合于较短距离的传输，例如系统与周围的其他智能设备之间的数据交换。 （2）输出通道的计算机接口 一般来说，模拟量输出通道主要包括有：D/A转换器；多路模拟开关；采样/保持器等部分。 1）8位D/A转换器与CPU的接口 D/A转换器与CPU的接口电路有两种基本形式。一种是通过I/O接口(输入/输出接口或锁存器)与CPU的数据总线相连；另一种是与数据总线直接连接。采用那一种接口电路主要取决于D/A转换器芯片内部是否设置了数据锁存器。对于芯片内部已有锁存器的芯片，则可采用直接连接，也可用并行接