后向输出通道接口技术概述.pptx

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输入输出通道接口技术北京石油化工学院曹建树jianshu@bipt.edu.cnQQ:2245682503北京石油化工学院

后向输出通道接口技术概述输出通道的一般结构1.多通道独立D/A转换形式CPUI/O接口电路D/A转换隔离执行器放大转换D/A转换隔离执行器放大转换2.多通道共享D/A转换形式CPUI/O接口电路D/A转换反多路开关保持器保持器特点：(1)小信号输出，大功率控制；(2)输出伺服驱动控制信号；(3)电磁和机械干扰较为严重。在输出通道中，单片机完成控制处理后的输出，总是以数字信号或模拟信号的形式，通过I/O口或者数据总线传送给被控对象。

输出通道结构型式取决于被测对象和控制任务。数字信号的形式主要有开关量、二进制数字量和频率量，它们可直接用于开关量、数字量控制系统及频率调制系统。模拟量控制系统，则应通过数/模转换（D/A）将其变换成模拟量信号。过零切换隔离电源频率调制系统直流伺服装置频率量数字控制装置直流伺服装置开关量控制装置数字量开关量数字量输出控制MCS-51光电隔离功率开关驱动光电隔离光电隔离V/F频率量输出信号调节DC—DC功率控制电源直流驱动功放直流驱动功放D/A后向输出通道接口技术概述

D/A转换接口D/A转换器原理VrefRfVOS8S7S6S5S4S3S2S1D/A转换原理电路运放权电阻网络模拟开关2Rf8Rf4Rf16Rf32Rf64Rf128Rf256RfD/An=4位8位10位12位16位n位数字量模拟量0~5V或0~10V数字量到模拟量的转换称为数/模转换。完成数/模转换的器件称为D/A转换器(DigitaltoAnalogConverter)，通常用DAC表示。DAC将数字量转换成与之成正比的电压或电流信号。VrefRf模拟开关电阻网络VO数字量∑

D/A转换器的分类依数字量的位数分：8位、10位、12位与16位D/A转换器；依数字量的数码形式分：二进制码和BCD码D/A转换器；按信号输入方式分：并行总线D/A转换器和串行总线D/A转换器；并行D/A转换器通过并行总线接收数据。串行D/A转换器通过I2C总线、SPI总线等串行总线接收数据。串行方式占用接口资源少，用于转换速度要求不高的系统。并行方式占用接口资源多，用于转换数据量大，转换速度高的系统。按输出信号的形式：电压输出型和电流输出型。电压输出型D/A转换器可以直接从电阻阵列输出电压，常作高速D/A转换器使用。电流输出型D/A转换器通常需要在其输出端接入一个反相输入的运算放大器，将其转换为电压输出。D/A转换接口

D/A转换器的主要技术指标分辨率指D/A转换器模拟输出电压可能被分离的等级数。输入数字量位数越多，输出电压可分离的等级越多，在实际应用中往往用输入数字量的位数表示D/A转换器的分辨率。转换误差表示D/A转换器实际输出的模拟量与理论输出模拟量之间的差别。如转换器中各元件参数值的误差、基准电源不够稳定和运算放大器零漂的影响等。D/A转换器的绝对误差(或绝对精度)是指输入端加入最大数字量(全1)时，D/A转换器的理论值与实际值之差。该误差值应低于LSB/2(LSB指LeastSignificantBit，最低有效位)。建立时间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D/A转换器输入的数字量从全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。D/A转换器的建立时间较快，单片集成D/A转换器建立时间最短可达0.1μs以内。D/A转换接口

D/A转换器的主要技术指标线性度也称非线性误差，是实际转换特性曲线与理想直线特性之间的最大偏差。常以相对于满量程的百分数表示。如±1%是指实际输出值与理论值之差在满刻度的±1%之内。温度系数指在输入不变的情况下，输出模拟电压随温度