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2.2 模拟输出通道 测控系统的信号输出通道的类型 1、数字信号输出通道 2、模拟信号输出通道 数字信号输出通道的功能 1、测量结果的数字显示（LED、LCD显示、CRT显 示）； 2、测量结果的数字记录(数字磁记录或光记录、 打印纸记录等)； 3、测量结果的数据传输。 模拟信号输出通道的功能 1、测量系统 模拟信号输出通道是将测量获得的数据转换成 模拟信号并经必要信号调理后送到模拟显示器或模 拟记录装置形成测量信号的模拟显示或模拟记录。 ? 2、控制系统 模拟输出通道的输出模拟信号主要用于对连续 变量的执行机构进行驱动，完成序列控制动作。 模拟输出通道的设计 一、模拟输出通道的基本理论 二、模拟输出通道的基本结构 三、模拟输出通道组成电路的选用 一、模拟输出通道的基本理论 1、零阶保持与平滑滤波 2、保持周期的确定 3、数字自动增益控制(AGC) 1、零阶保持与平滑滤波 模拟信号数字化一般包括以下三个环节： 1、采样：由采样开关或多路开关完成的； 2、量化：由A/D转换器完成 3、编码：由A/D转换器完成 模拟信号数字化，实际上只包括采样和A/D转换 两道环节。 相应的，如果要从控制器中输出的数字信号序 列恢复出模拟信号也必须经过两个与上述过程相反 的环节，即： 1、D/A转换 2、保持 保持的内容及实现 保持的内容： 将信号的当前值维持其大小至下一个周期。 保持的实现： 采用各种类型的信号保持器。 保持与采样的特点： 1、保持是与采样相反的过程 2、模拟信号数字化所得到的数据是模拟信号在各个采 样时刻瞬时幅值的A/D转换结果。 3、A/D转换结果再经过D/A转换后，也只能得到模拟信 号各采样时刻近似幅值(且与原幅值存在一定的量化误差)。 4、D/A转换后，得到了模拟信号波形上的若干非连续的 采样点的值，并不能得到在时间上连续存在的波形。 5、下级电路的驱动往往需要连续信号。 保持的方式 保持方法： 在模拟输出通道中，为获得时间上连续的模拟 信号，就必须采用一定的方法来填补相邻采样点之 间的空白。这就是保持的实现。 1、这种连接两个点来获得连续的模拟信号的保 持方法，一般而言，有很多种方法，如，用折线、 直线、抛物线等： 2、最常用也最简单最容易实现的两种方法就是 一阶保持及零阶保持： 一阶保持及零阶保持的实现 根据实现时采用方程的阶次来定义： 一阶保持：把相邻采样点之间用直线连接起 来，如图a： 零阶保持：把每个采样点的幅值保持到下一个 采样点，如图b； 零阶保持的实现 零阶保持结构简单，便于硬件实现，这儿以零 阶保持器为例进行说明。 零阶保持电路的实现方式： 数字保持方式 模拟保持方式 数字保持方式 在D/A转换前加一个寄存器(D/A或外电路中)， 各采样点的数据在该寄存器中一直保存到本路信号 的下个采样点数据到来为止，D/A转换器输出不是离 散的脉冲电压而是连续的台阶电压，如图： 上述电路中，也可采用一公用的D/A转换器，此 时电路输出会有时间上延时，不能达到同步输出。 模拟保持方式 在公用的D/A之后每路加一个采样保持器，采样 保持器将D/A转换器输出的电压保持到本路信号的下 一个采样电压产生时为止，采样保持器输出波形也 是连续的台阶电压。如下图： 模拟及数字保持方式的特点： 1、数字保持法保持数字信号，模拟保持法保持 模拟电压信号； 2、对于模拟保持方式，采样保持器的保持电容 有漏电，因此保持电压会发生跌落； 3、对于数字保持方式，数据寄存器在保持期间 数据不会变化； 4、模拟保持的电路结构比数字保持的电路结构 简单，成本较低； 5、对于单通道的电路，采用数字保持的方式将 优于采用模拟保持方式； 平滑滤波 多数的实际控制系统中，执行机构往往需要连续的模拟 信号来驱动，通道最终输出的模拟信号都具有连续特性的平 滑信号，如f(t)。 实际零阶保持器输出 波形如图实线所示阶梯形 状，有必要在D/A转换后( 或零阶保持器输出以后)的 电路中，设计合适电路， 得到具有平滑输出的控制 信号，满足系统输出要求。 平滑滤波的功能： 为获得如上图中f(t)的光滑输出曲