§1.1数据处理的任务.doc

§1.1　数据处理的任务 1. 对采集到的电信号做物理量解释 2. 消除数据中的干扰信号 ③分析计算数据的内在特征（二次处理） 1.2 数据采集系统的基本功能 数据采集（基本理论采样、量化等） 模拟信号处理 数字信号处理 开关信号处理 二次数据计算 通常把直接由传感器采集到的数据称为一次数据，把通过对一次数据进行某种数学运算而获得的数据称为二次数据。二次数据计算主要有：平均值、累计值、变化率、差值、最大值和最小值等。 屏幕显示 数据存储 打印输出 人机联系 1.3 数据采集系统基本结构形式 （P8） ①微型计算机数据采集系统 微型计算机数据采集系统是由传感器、模拟多路开关、程控放大器、采样／保持器、Ａ／Ｄ转换器、计算机及外设等部分组成 ②集散型数据采集系统 集散型数据采集系统是计算机网络技术的产物，它由若干个“数据采集站”和一台上位机及通信接口、通信线路组成。 2.33 对某种模拟信号x(t),采样时间间隔Ts分别为4ms,8ms,16ms,试求出这种模拟信号的截止频率fc分别是多少? （P35） 香农定律的应用 香农定律： （1）频谱X(f)为有限频谱，即当|f|≥fc时， X(f)=0 （2）2fc≤fs ①Ts=4ms时，fc ≤fs/2=1/(2Ts)=125Hz ②Ts=8ms时，fc ≤fs/2=1/(2Ts)=62.5Hz ③Ts=16ms时， fc ≤fs/2=1/(2Ts)=31.25Hz 2.4 采样周期与哪些因素有关？如何选择采样周期？ （P35） ①信号频率（采样的点数）。 ②信号的截止频率。（香农定律） 采样周期的选择受多方面因素的影响,主要考虑的因素分析如下。 （1）香农（Shannon）采样定理 给出了采样周期的上限。满足这一定理，采样信号方可恢复或近似地恢复为原模拟信号，而不丢失主要信息。在这个限制范围内，采样周期越小，采样-数据控制系统的性能越接近于连续-时间控制系统。 （2）闭环系统对给定信号的跟踪，要求采样周期要小。 （3）从抑制扰动的要求来说，采样周期应该选择得小些。 （4）从执行元件的要求来看，有时要求输入控制信号要保持一定的宽度。 （5）从计算机精度考虑，采样周期不宜过短。 （6）从系统成本上考虑，希望采样周期越长越好。 ???? 综合上述各因素，选择采样周期，应在满足控制系统的性能要求的条件下， 尽可能地选择低的采样速率。 2.6 对采样信号进行量化的最小数量单位是多少？它与FSR和A/D转换器的位数之间有何关系 （P36） ①最小单位称为“量化单位”。用q表示 ②求 当FSR=10V，n=8时，q=? (P23例2.1) 当FSR=10V，n=8时，q=? 当FSR=10V，n=8时，q=? 2.9 把十进制数256转换成相应的BCD码 （P36） (256)D=(001001010110)BCD 扩展：把十进制数259转换成相应的格雷码解：(259)D=(100000011)B=(110000010)格雷 3.1模拟多路开关的接通电阻RON比一般的电子开关更大还是更小 （P52） 模拟多路开关的导通电阻一般比较大,理论数值为小于100欧姆。（而且该导通电阻随温度的变化而变化）。 而电子开关（比如干簧管）的导通电阻比较小，其导通电阻趋向于０，可看作理想的开关。 模拟开关是通过数字量来控制传输门（ TG ）的接通和断开以传输数字信号或模拟信号的开关。它具有功耗低、速度快、体积小、无机械触点及使用寿命长等优点，因此在一定程度上可以用来代替继电器。它的缺点是导通电阻不够小（几十至几百欧），断开时仍有泄露电流（约 0.1 ），且通过的电流一般为毫安级。 3.3某数据采集系统具有８路模拟通道，各通道输入信号的频率可达5kHz，而且至少要求用每个采样周期10个采样点的速度进行采样，问：多路开关的切换速率应是多少？（P52） 4.1为什么要在数据采集系统中使用测量放大器 （P63） 很微弱信号的信号放大，但是通用放大器一般具有毫伏级的失调电压和每度数微伏的温漂， 　　因此使用具有高输入阻抗、低输出阻抗、强抗共模干扰能力、低温漂、低失调电压和高稳定增益的测量放大器。 4.2设一数据采集系统有测量放大器，已知R1=R2=5kΩ，RG=100Ω， R4=10kΩ，R5=20kΩ ，若R4和R5的精度为0.1%，求此放大器的增益。（P52） 5.4孔径时间tAP影响Ａ／Ｄ转换的什么参数？ （P77） 精度。（绝对精度，相对精度）教材： （P67） 5.5捕捉时间tAC影响Ａ／Ｄ转换的什么参数？ （P77）