机电系统设计资源 赵先仲 主编 第五章.ppt

14270C 1.程序判断滤波 (1)限幅滤波(2)限速滤波(3)程序判断滤波的适用范围　程序判断滤波适用于变化比较缓慢的参数，例如温度、液位等，关键在于最大允许误差ΔX的选取，其值太大干扰会“乘机而入”，而太小，会使某些有用信号被“拒之门外”，使采样效率变低。 14270C 2.算术平均滤波 (1)程序算法 (2)适用范围　算术平均滤波主要适用于压力、流量等周期性脉动信号的平滑加工，这类信号的特点是信号往往在某一数值范围附近作上、下波动，即干扰是周期性的。 14270C 3.加权平均滤波 (1)算法　在算术平均滤波中，N次采样值在结果中所占的比重是均等的，即每次采样值具有相同的加权因子1/N。 (2)适用范围　加权平均滤波适用于系统纯滞后时间较大，而采样周期较短的过程。 14270C 4.中值滤波 (1)算法 (2)适用范围　中值滤波能有效地滤去由于偶然因素引起的波动或采样开关和A/D等工作不稳定造成的误码所引起的脉冲干扰，对变化缓慢的被测参数有良好的滤波效果。 14270C 5.惯性滤波 (1)算法 (2)适用范围　主要用于参数变化比较缓慢的信号的滤波。 14270C 6.复合滤波 有时为了进一步改善滤波效果，往往把两种以上的滤波方法结合起来，构成所谓的复合滤波。比如算术平均滤波与中值滤波的结合，两者各有优缺点，前者不易消除脉冲干扰引起的偏差，而后者由于采样点的限制应用范围不宽。 2. I／O信号的种类及通信方式 (1). 信息的分类 （a）数据信息 模拟量、数字量、开关量和脉冲量 （b）状态信息 状态信息是外围设备通过接口向CPU提供的反映外围设备工作状态的信息。它作为两者交换信息的联络信号。 （c）控制信息 控制信息是CPU通过接口传送给外围设备的信息。 三、输入输出接口技术和输入输出通道 (2). 通信方式 （a）并行通信 并行通信就是把传送数据的位数用条传输线同时传送。其优点是传送速度快，通常只要提供2条控制和状态线，就能完成CPU和接口及设备之间的协调、应答，实现异步传输，是计算机控制系统中常常采用的通信方式。 （b）串行通信 串行通信是数据按位进行传送的。在传输过程中，每一位数据都占据一个固定的时间长度，一位一位地串行传送和接收。 三、输入输出接口技术和输入输出通道 1.干扰源与干扰种类 干扰按其特性可分为直流干扰、交流干扰和随机干扰三类。 直流干扰是指以直流电压或直流电流的形式出现，一般由热电效应和电化学效应引起的干扰。 交流干扰是最容易出现的一种干扰，由交流电感应引起，因为过程通道往往处于杂散电场和磁场分布较多的场所，当信号反馈线与动力线在电缆槽中平行布线时，经耦合进入通道的干扰尤为明显。 随机干扰一般是瞬变的，为尖峰或脉冲形式，多由电感负载的间断工作引起，如各种电源整流器和电动工具的电火花都是这种干扰的来源。这种干扰的时间短，幅度大，会给系统带来很大的危害。 四、抗干扰技术 干扰按作用可分为常态干扰和共态干扰 常态干扰和被测信号在信号输入回路中地位相同，所以它以电压源的形式与信号源串联。 共态干扰常称共模干扰，是指输入电路上共有的干扰。 四、抗干扰技术 2. 抗干扰技术 (1) 硬件抗干扰技术 (a) 电源系统抗干扰技术 采用电子交流稳压器；采用低通滤波器；采用隔离变压器：变压器的一次侧按三角形接法联结，二次侧按星型接法联结。选用供电比较稳定的交流电源；电源分组供电；直流电源的抗干扰措施： 每块集成芯片的电源与地线引入端间应接一片0.0l～0.1μF的无感瓷片电容。一个装置中有多块逻辑印刷线路板时，每块板的电源和地线引入处应并接一个10～100μF的电解电容和一个0.01～0.1μF的无感瓷片电容，防止板间的相互干扰。 四、抗干扰技术 (b) 模拟量输入输出通道抗干扰技术 信号采用电流传送 采用RC滤波网络滤去高频干扰信号 使用高输入阻抗的差动运算放大器作为通道 的前置放大器，达到抑制共模干扰的作用 利用变压器或光耦合器件把“模拟地”与“数字地”断开，使共模干扰Ucm不能构成回路 屏蔽信号传输线路 采用浮地输入双层屏蔽放大器抑制共模干扰 采用双绞线传输 四、抗干扰技术 (c) 开关量输入输出抗干扰技术 RC滤波器法 滤去开关量输入信号中夹杂的干扰信号 抖动电路法 消除机械式触点、开关闭合时产生的抖动 光电耦合隔离法 ① 采用光耦合器传送开关量信号或脉冲信号，可将输入侧与输出侧在电气上完全隔离开来，输入侧与输出侧