数据采集技术第四讲.pptVIP

差模干扰是一个信号输入端子相对于另一个信号输入端子的电位差发生变化而产生的干扰，干扰信号与有用信号叠加在一起作用于输入端，它直接影响测量结果。差模干扰电磁干扰的方式根据噪声进入数据采集电路的方式不同及与有用信号的关系，可将噪声干扰分为差模干扰与共模干扰。9.7数/模转换器*数/模转换器是一种将数字量转换成模拟量的器件，简称D/A转换器或DAC。在数字控制系统中作为关键器件，用来把微处理器输出的数字信号转换成为电压或电流等模拟信号，并送入执行机构进行控制或调节。在逐次逼近A/D转换器中，曾经见到过DAC，它把SAR中的数字量转换成模拟量。D/A转换器已经集成在一块芯片上，一般无需了解内部电路细节即可使用，而且非常方便。D/A转换器的分类和组成D/A转换器主要有两大类：并行D/A转换器和串行D/A转换器。并行D/A转换器并行D/A转换器的位数与输入数码的位数相同，数码的每一位都有一个输入端，用来控制相对应的模拟开关，决定是否把基准电压UREF接到电阻网络：ai=1，接通；ai=0，断开。并行D/A转换器速度快。串行D/A转换器*在某些应用中，数字量是串行传送的，使用串行D/A转换器比较方便。串行二进制代码在时钟的同步下一位接一位送入D/A转换器实现转换。转换n位输入数码需要n个工作节拍，转换的速度比并行D/A转换器慢得多。01Ds为输入数码，如果Ds=1，K1闭合，基准电压与UCi相加，经放大后，再“÷2”，准备接收下一位；如果Ds=0，K1断开，用0与UCi相加，经放大后，再“÷2”，准备接收下一位。“÷2”相当于数码“右移”一位。在最后1位转换后，电容器电压Uci，若减去初始电压的1/2n，剩余电压为D/A转换器的模拟电压输出。02*3、D/A转换器的基本组成D/A转换器的基本组成可分为四个部分：电阻网络、模拟切换开关、基准电源、运算放大器。电阻网络：D/A转换器的转换精度与电阻网络的电阻精度有关系，但有些D/A转换器的转换精度只取决于电阻比值，与电阻的绝对精度关系不大，保持电阻比值恒定更容易实现。基准电源：基准电源的精度直接影响D/A转换器的精度，另外对基准电源还有噪声低、纹波小、内阻低等要求。模拟切换开关：要求开关断开时电阻无限大，开关的断通比值要高，且力求减小开关的饱和压降、泄漏电流、导通电阻等。运算放大器：D/A转换器的输出端一般要接运算放大器，其作用是：一，对网络中各支路电流求和；二，为D/A转换器提供阻抗低、负载能力强的输出。二、D/A转换器的主要技术指标D/A转换器的技术指标很多，包括绝对精度、相对精度、线性度、输出电压范围、温度系数等，这里讨论几种主要指标。分辨率：最小输出电压与最大输出电压之比，反映对输入量变化的敏感程度。若D/A转换器有n位，则D/A转换器与位数的关系分辨率=位数分辨率81/255101/1023121/4095141/16383161/65535转换精度：转换精度分为绝对精度和相对精度。转换精度是指输入满量程数字量时，D/A转换器实际输出值与理论输出值之差，一般应小于±1/2LSB。相对精度是指绝对精度与额定满量程输出值的比值。可用偏差多少LSB来表示，或用该偏差相对满量程的包分数来表示。线性误差：线性误差是指D/A转换器的转换特性曲线与理想特性之间的最大偏差。1建立时间：它是描述D/A转换速度快慢的一个参数，是指从输入数字量开始，到达与终值相差±1/2LSB范围所需要的时间，其长短取决于所采用的电路和所使用的元件。2温度系数：在满量程输出条件下，温度每升高1℃，输出变化的百分数定义为温度系数。例如，AD561J的温度系数为≤10×10-6FSR/℃。3D/A转换器还有其它技术指标，例如，输出电平、输入数字电平、工作温度等。由于应用场合不同，对D/A转换器的要求也有所不同。在自动检测系统中，追求的目标是高精度，而在控制系统中，则要求高分辨率。图中以4位为例，UREF为基准电压，K0-3为模拟电子开关，并受二进制数位状态控制：某位为0开关接地、为1开关接基准电压UREF，其中电阻Rf=R/2。三、并行D/A转换器并行D/A转换器的转换速度比较快，各位代码同时转换，转换时间只取决于转换器中的电压或电流的稳定时间。1、权电阻D/A转换器权电阻D/A转换器的实现原理是先把输入的数字量转换为对应的模拟电流量，然后再把模拟电流转换为模拟电压输出。运算放大器对各位电流求和，然后将其转换为模拟量。D/A转换器输出的模拟电压：02对于n位权电阻的D/A转换器：01T型电阻网络*T型电阻网络是由相同的电路环节组成的，每个环路由两个电阻和一个模拟开关组