数据采集修改教案解析.ppt

三端口隔离放大器，实现输入/ 输出和电源相互间的欧姆隔离。 二端口隔离放大器，实际是放大器输入 / 输出间的欧姆隔离。 300VMAX 2000VMAX ~ 三端口隔离放大器示意图 2)．光隔离放大器 线性光隔离放大器ISO100 ，具有响应速度快，持续隔离电压大于750V，击穿电压大于2500V，漏电流为0.3μA，直流隔离模抑制比可达140dB，交流隔离模抑制比可达120dB，非线性小于±0.02%，隔离电容为2-3pF，隔离电阻为1000GΩ。 A1 A2 ~ ~ I1 I2 LED D1 D2 输入电路由A1运算放大器和I１恒流 源组成，输出电路由A2运算放大器 和I２恒流源组成，输入和输出通过 线性LED和D2实现隔离，输入放大 器A1通过线性LED和D1实现的负反 馈，提高了放大器的精度、线性度和 温漂的稳定性。 3). 电容隔离放大器 电容隔离放大器输入和输出间通过高电压小容量的电容实现隔 离。放大器输入电路的主要功能是对输入的模拟信号进行调制，通 过隔离电容耦合到输出电路。放大器输出电路是对已被调制的信号 进行解调制，使放大器输出和输入的信号完全相同。 电容耦合隔离放大器的隔离电压一般为 ±5000V(隔离电压随信号频率的增加而减小)，直流隔离模抑制比为160dB，工频隔离抑制比为130dB，漏电流为１μＡ左右，温漂为±200μV/℃，隔离阻抗可高达101４Ω，压摆率为2V/μＳ(当压摆率较大时，输出放大器存在因漏电流增大而过载，此时放大器的恢复时间也随之增加)，非线性一般为 ±(0.01~0.005)%，放大器带宽100KHz。 * 特点： 1. 能保护系统元件不受高共模电压的损害， 防止高压对低压信号系统的损坏。 2. 泄漏电流低，对于测量放大器的输入端无须 提供偏流返回通路。 3. 共模抑制比高，能对直流和低频信号进行准确、安全的测量。 * 模拟多路开关及接口 多路开关:把模拟信号分时地送入A/D转换器,完成多到一的转换。 多路分配器:将经计算机处理的数据由D/A转换成模拟信号,按一定的顺序输出到不同的控制回路中去,完成一到多的转换。 CD4051(双向8路), 图2-32 ,真值表2-5； 电平转换实现CMOS到TTL逻辑电平的转换； 数字量:3~20V , 模拟量:峰值达20V； 改变IN/OUT及OUT/IN的传递方向,可用作多路开关和多路分配器。 * 模拟开关的要求： 静态特性：开关接通电阻要小，断开电阻要大 动态特性：从加上驱动信号到开关元件动作间的延迟时间要小，开关元件通断时无过渡现象 寄生特性：偏移电压、温差电势、尖峰电压等要小，输入信号和驱动信号间无相互干扰 1．机械触点式MUX 机械触点式开关，当继电器中的线圈通过电流时， 磁场使继电器中的簧片触点吸合。当线圈中没有电流时， 磁场消失簧片借助自身弹力使触点释放。 V=-L (di/dt) t V VC 设： L=10mH，di=100mA，dt=10μS 当三极管导通时，此时继电器线圈产生 的瞬时电压为： V = = 100V 10-2 × 10-1 10 × 10-6 VC 2．电子式模拟MUX 　　目前数据采集系统中常用的电子式MUX，有： 双极型晶体管开关，工作频率可大于1MHz、导通电 阻小，但存在残余电压，因此主要用于电流开关，电 压开关已几乎不用。 结型场效应管开关导通电阻为5Ω~100Ω，断开电阻 在10MΩ以上，没有残余电压，由截止变导通转换时 间一般为10nS~100nS。 绝缘栅场效应管开关，分为PMOS、NMOS和CMOS 三种类型。目前常用的是CMOS场效应管开关，具有 功耗小，通道切换速度快，其导通电阻与信号电压、 电源电压和环境温度变化有关。 1)．利用MUX对多路信号源进行切换传输时，必须在当 前导通通道的开关完全截止后，才允许另一通道的开关闭 合，以免MUX的两个通道在导通/截止转换的过程中，因 两个通道的同时导通造成信号源的损坏。 3．电子模拟开关使用注意事项 2)．在程控放大器应用中，当需改变放大器增益时，为避 免放大器工作在开环状态下，MUX的n+1通道开关在导通 稳定后(tn+1时刻n+1和n两个通道开关同时闭合），原tn时 刻导通的n通道的开关才能由闭合转为截止。