chap5输入输出通道.ppt

计算机控制技术 第一节 模拟量输入通道 1. 单路模拟量输入通道的结构 多路模拟量输入通道的结构 二、模拟量输入通道中常用的器件及电路 1.多路开关 （1）CD4501 （2）AD7506 （2）AD7506 2. 采样保持器 三、模拟信号的调理 主要原因在于： 1）标准化工业仪表一般都是输出0～10mADC或4～20mADC的电流信号，而A/D转换器一般要求输入电压信号，所以必须进行信号转换以适应A/D转换器的要求。 2）某些测量信号可能是非电压信号，如热电阻等，必须将其变换为电压信号。还有些信号是弱电压信号，如热电偶等，必须经过信号的滤波、放大等处理。 3）某些工业现场环境较为恶劣，共模电压干扰很强，不采用隔离的方法无法完成数据采集任务。 信号处理的主要任务 非电量的转换、信号的转换、滤波、放大以及线性化处理，共模干扰的抑制及隔离等 几种常用的信号调理电路。 1.电桥电路 信号放大电路 常用的仪表放大器有AD521、AD522、AD524、AD620、AD624等。 3. 滤波和限幅电路 4. 共模电压与隔离技术 四、模拟量输入通道的设计 1.模拟量输入通道设计中应考虑的问题 （1）信号的拾取方式 1）通过敏感元件拾取被测信号 2）通过传感器拾取被测信号 3）通过测量仪表拾取被测信号 （2）信号的调理 （3）A／D转换器的选择 —般可按下列原则选择A／D转换器： 1）根据前向通道的总误差，选择A／D转换器的精度及分辨率 2）根据信号对象的变化率及转换精度要求，确定A／D转换速度，以保证系统的实时性要求。 3）根据环境条件选择A／D转换器的一些环境参数要求，如工作温度、功耗、可靠性等级等性能。 4）根据计算机接口特征，考虑如何选择A／D转换器的输出状态 5）其它还应考虑成本、资源、是否是流行芯片等因素 （4）电源配置 2．模拟量输入通道设计实例 （2）多路开关和仪表放大器 （3）其他电路 第二节 模拟量输出通道 一、模拟量输出通道的一般结构形式 二、电压／电流转换电路 三、模拟量输出通道的设计 模拟量输出通道设计中应考虑的问题 1）通道技术要求所需要的分辨率、精度以及线性度。 2）接口电平和CPU能否直接接口，数据是串行输入还是并行输入。 3）输出是电流形式还是电压形式，满刻度值的大小，能否满足通道的技术要求等。 4）参考电压类型。 5）输出电压是单极性的还是双极性的。 6）速度是否满足通道技术要求。 2. 模拟量输出通道设计实例 四、工业控制计算机中常用的模拟量输出通道模板 第三节 开关量输入／输出通道 二、开关量输入信号的调理 四、开关量输入／输出通道的设计 1.开关量输入／输出通道设计中应考虑的问题 在开关量输入／输出通道的设计中，主要应考虑输入信号的拾取、转换、滤波、保护、隔离以及输出信号的驱动等问题。 （1）开关状态型开关量输入信号的拾取 （2）位置型开关量输入信号的拾取 （3）计数型开关量输入信号的拾取 2.开关量输入／输出通道设计实例 五、工业控制计算机中的开关量输入/输出模板 第5章 内容结束！ 图5-32 IPC5486D的组成框图 图5-34 典型的开关量输入／输出通道结构图 图5-35 信号转换电路 a）电压或电流输入 b）开关触点输入 2.滤波电路 图5-36 RC低通滤波电路 3.保护电路 图5-37 瞬态尖峰保护电路 a）采用齐纳二极管 b）采用压敏电阻 图5-38 反极性和高压保护 a）反极性保护 b）高压保护 4.消除触点抖动 5.光电隔离技术 图5-41 光电耦合器 图5-42 光电耦合器的输入驱动电路 a）直接用TTL电路驱动 b）MOS电路通过三极管驱动 图5-43 用光电耦合器隔离开关信号的电路图 三、开关量输出驱动电路 小功率驱动电路 2.中功率驱动电路 图5-45 中功率驱动电路 图5-46 MCl416达林顿阵列驱动器 a）MCl416结构图 b）复合管内部结构 3.固态继电器及其使用方法 图5-47 固态继电器的结构 a）过零型固态继电器单位结构 b）调相型固态继电器的结构 图5-48 固态继电器的驱动方法 * 第五章 过程通道 第五章 过程通道 表5-1 CD4051的真值表 0 1 2 3 4 5 6 7 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 C B A INH 接通通道号 输入状态 0 1 2 3 4 5 6 7 8