智能仪表与设计过程输入输出通道的设计.ppt

二、半导体模拟开关 CD4051结构8通道 CD4051接口 CD4052 结构双四通道 CD4052接口 采样保持工作方式 奈奎斯特采样定理 为了使采样信号能完全恢复连续信号f(t)，采样频率fs必须不小于信号最高有效频率fH的2倍，即 fs≥ 2fH 采样保持电路原理 3.1.2 A/D转换技术 模拟量 数字量 计算机 （A） （D） 完成这个转换任务的器件称为ADC。 二、性能指标 分辨率（8位、12位、16位…） 转换精度（绝对精度和相对精度） 量程（输入模拟电压的变化范围） 转换时间 电源灵敏度 三、ADC与单片机接口的考虑 电源要求 逻辑兼容性 定时参数 数据格式 (2) 逐次比较型ADC工作原理 例：天平秤重 设待测物质量为4.42g，满度测量RNFS=5.12g 砝码有几种： 1/2*RNFS =2.56g 1/4*RNFS =1.28g 1/8*RNFS =0.64g 1/16*RNFS =0.32g 测量方法：先大砝码，后小砝码，依次累 计比较。要的记“１”，不要的记“0”。 ① 2.56g4.42g 留 ② 2.56g+ 1.28g= 3.84g4.42g 留 ③ 3.84g+ 0.64g= 4.44g4.42g 去 ④ 4.44g+ 0.32g= 4.16g4.42g 留 各种ADC适用范围 低速极高精度： Σ－Δ型 超高速低精度： 并行型 （1GSPS） 较高速中高精度：逐次比较型 低速高精度：多重积分型 （1GSPS＝每秒1G次采样） 五、与单片机接口（1）并行输出ADC接口 例：8位ADC与MCU接口 例：ADC0809接口电路 ★ 常用的控制方法 程序查询方式 定时采样方式 中断方式 （2）串行输出ADC接口 补充：压频转换（V/F） V/F转换是把电压信号转变为频率信号的技术。 常用VFC：LM331、AD650、TC9400 压频转换原理---电荷平衡 输出通道技术---- CPU输出信号来控制外部设备的通道配置技术。 输出通道---- 输出通道组成 输出信号种类 相关技术 频压转换F/V PWM输出 D/A转换（主要介绍） 一、输出通道组成 多路开关 D/A转换电路 F/V转换电路 隔离电路 （小信号输出　大功率控制） 信号调制电路 驱动电路 二、输出信号种类 　三、输出形式 1、ＤＡＣ主要技术指标 　3、ＤＡＣ工作原理 　基本功能： 　　 数字量　　　　　与之成正比的模拟量 　★权电阻网络D/A转换电路 　★ T形电阻网络D/A转换电路 　4、DAC输出方式 DAC位数等于CPU数据总线位数时的接口 DAC位数大于CPU数据总线位数时的接口 四、工作原理 （1）双积分型ADC工作原理 (3) 并行型ADC工作原理 (4) Σ－Δ型ADC工作原理 MCU ADC DB0～7 START EOC 例：高于8位ADC与MCU接口 MCU ADC DB0～7 START EOC DB8～X 缓冲器 缓冲器 ADC0809 转 换 器 接 口 电 路 MCU ADC DATA START EOC CLOCK 3.2 模拟量输出通道 数模转换 ①模拟量输出信号 直流电流信号（远距离） 直流电压信号（近距离） 越限报警 ②开关量输出信号 开关量控制 反应系统当前工作状态 ③数字量输出信号 串行（远距离，连线少） 并行（近距离，速度快） ★ 分辨率 ★ 精度 ★ 建立时间 　四、D/A技术 2、ＤＡＣ分类 按输出信号分：电流型 电压型 按接口方式分：串行 并行 　　　　数模转换流程 * * 智能仪表与设计 过程输入/输出通道设计 输入通道----被测对象的过程参数由输入