[第四章检测系统设计.ppt

ADC0809内部结构 采样／保持电路 A／D转换过程需要一定时间，在这段时间内外部信号会发生变化，从而使得A／D的结果与实际会产生误差，为了防止产生误差，要求在此期间内保持采样信号不变。实现这一功能的电路称为采样／保持电路。 由模拟开关、保持电容和运算放大器组成。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 采样开关 保持电容 运算放大器N1和N2接成跟随器，作缓冲器用。当控制信号Uc为高电平时场效应管VF导通，对输入信号采样。输入信号ui通过N1和VF向电容C充电，并通过N2输出uo。由于N1的输出阻抗很小，N2的输出阻抗很大，因而在VF导通期间uo = ui。当Uc为低电平时，VF截止，电容C将采样器间的信号电平保持下来，并经N2缓冲后输出。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 适用场合：采样信号速率高或要求各路信号严格要求 同步。对于机械部件所对应信号多为缓变信号，一般不需要采样／保持器。目前大多数的A/D中本身带有多路开关和采样保持器。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 四 数字信号的预处理 预处理任务：去干扰 干扰 周期干扰 随机干扰 数字滤波方法消除（软件方法） 选用积分为干扰信号周期整数倍的双积分A/D（硬件方法） Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 数字滤波优点： 数字滤波器实质上是一种程序滤波(软滤波)，它与模拟滤波器相比具有如下优点： （1）数字滤波过程是计算机的运算过程，不需要额外的硬件设备，不存在阻抗匹配等问题，可靠性高，稳定性好； Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. （2）可以对频率很低或很高的信号实现滤波； （3）可根据信号的不同，采用不同的滤波方法或滤波参数。 但不能代替模拟滤波器？ 输入信号很小、且有干扰；混叠现象 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. (1)中值滤波。 适用场合： 中值滤波方法对缓慢变化的信号中由于偶然因素引起的脉冲干扰具有良好的滤除效果。 中值滤波原理： 对信号连续进行n次采样。然后对采样值排序，并取序列中位值作为采样有效值。 采样次数n一般取为大于3的奇数。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. (2)算术平均滤波。 算术平均滤波方法的原理： 对信号连续进行n次采样，以其算术平均值作为有效采样值。 适用场合： 该方法对压力、流量等具有周期脉动特点的信号具有良好的滤波效果。 采样次数n越大，滤波效果越好，但灵敏度也越低，一般为便于运算处理，常取n＝4，8，16。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. (3)滑动平均滤波。 在中值滤波和算术平均滤波方法中，每获得一个有效的采样数据，必须连续进行n次采样，当采样速度较慢或信号变化较快时，系统的实时性往往得不到保证。为了避免这一缺点，可采用滑动平均滤波的方法。 Evaluation only. Cr