数据采集系统——计算机测控系统.ppt

§10.6 典型的测控系统组成 §10.7 多路模拟开关 一、场效应管结构原理 1、N沟道增强型MOSFET 3）特性曲线 2、 场效应三极管的参数 二、 双极型和场效应型三极管的比较 §10.8 采样保持电路 10.9.2 倒T型电阻网络D/A转换器 10.9.3 DAC的主要参数 10.10.2 直接型A/D转换器 10.10. 3 A/D转换器的主要技术参数 10.11.1 采样定理 采样定理：具有有限带宽fc的模拟信号，可以用Ts1/2fc的时间间隔对该信号进行采样，该采样信号可以完整的描述原来的模拟信号 10.11.2 测量数据的处理 (2) 转换误差一般是指输入端加满刻度的数字量时，DAC输出电压的理论值与实际值之差。转换误差一般应低于 。 例如，某控制系统中有一D/A转换器，如果系统要求该D/A转换器的转换误差（相对误差）小于0.25%，试问应选择多少位的D/A/转换器？ 解： 转换误差 Uomax 0.25% 转换误差 Uomax Uomax Uomax 0.25% ≤ LSB U Uomax 0.5% ≤ 1 2 1 100% 0 5% n - ≤ . n=7.64 D/A转换器位数至少为8位。 2、转换速度 当DAC输入的数字量发生变化时，输出的模拟量并不能立即达到所对应的量值，而需要一段时间。 通常用建立时间和转换速率来描述。 建立时间（tset）指输入数字量变化时，输出电压变化到相应稳定电压值所需时间。一般用DAC输入的数字量NB从全0变为全1时，输出电压达到规定的误差范围（±LSB/2）时所需时间表示。 转换速率（SR）用大信号工作状态下，模拟电压的变化率表示。 3、温度系数 是指在输入不变的情况下，输出模拟电压随温度变化发生的变化量。 10.10 A/ D转换器 10.10.1 A/ D转换的一般步骤及分类 A/D转换器的一般步骤 （1）采样、保持。 采样：就是把一个时间上连续的信号变换为时间上离散的信号。 保持：将采样信号保持一段时间，使A/D转换器有充分时间进行A/D转换。 （2）量化、编码 模拟信号经采样、保持而抽取的采样电压值，就是在t1、t2、t3、…时刻ui的瞬时值，这些值的大小，在时间上是离散的，但在幅值上仍属于模拟量。 数字量是离散的，把采样电压归到ULSB的整数倍的离散电平上去，这一转化过程称为量化。 把量化的结果再转化为对应的代码，就是编码。 Ui D 000 001 010 011 100 101 110 111 ULSB 2. A/ D转换器的分类 A/D转换器 直接型 并联比较型 反馈比较型 计数型 逐次比较型 间接型 电压时间变换型（U/T变换型） 电压频率变换型（U/f变换型） 1、 快速并行 A/D转换器 0≤Ui （1/14）UR时： 000 （1/14）UR ≤Ui （3/14）UR时： 001 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 （1/14）UR为量化单位 1 1 1 表10.10.1 电路的代码转换 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 13/14UR ≤ UiUR 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 11/14UR ≤ Ui13/14UR 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 9/14UR ≤ Ui11/14UR 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 7/14UR ≤ Ui9/14UR 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 5/14UR ≤ Ui7/14UR 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 3/14UR ≤ Ui5/14UR 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1/14UR ≤ Ui3/14UR 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ≤ Ui1/14UR D2D1D0 Q7 Q6 Q5Q4 Q3 Q2Q1 Ui 逐次比较型ADC，又称逐次逼近型ADC。其工作原理类似与天平的称重过程（如称13克的重物）。 2、 逐次比较型A/D转换器 留 1 4 去 2 3 留 4 2 留 8 1 砝码取留 砝码（8、4、2、1克） 序号 例：模拟输入电压Ux＝5.52V,D/A转换器的参考电压UR＝－8V。 试用4位A/D转换器转换。 ★第一个CP到来 0 0 0 0 D/A转换器的输出UO=