微型计算机控制技术 复习资料1.ppt

　(4)滤波处理 　　　长线传输、电路内外部干扰，使输入信号中带有干扰信号，造成计算机的误读出错。 　　　方法：RC滤波电路等。 　(5)隔离处理 　　　用于现场输入设备与计算机系统间的隔离保护，保障计算机系统安全。使测控装置与现场仅保持信号联系，但不直接发生电的联系。价格低廉，可靠性好。 　　　方法：光电耦合器件隔离、变压器磁隔离。　 2.2.3 数字量输出通道 　1、数字量输出通道的结构 　　　如下图所示。主要由输出锁存器、输出驱动电路、输出口地址译码电路等组成。 　 图2-9 数字量输出通道结构 (1)小功率直流驱动电路 ①功率晶体管输出驱动继电器电路 ②达林顿阵列输出驱动继电器电路 ③继电器驱动电路 ④ 晶闸管驱动电路 (2)大功率交流驱动电路 固态继电器（SSR） 2.3 模拟量输入接口与过程通道 任务：从系统中检测模拟信号，将之转换为数字信号，经接口送入计算机。 模拟量信号的检测与处理 测量流程： 　　例如，温度检测（1000℃以下，传感器为镍铬－镍铝或镍铬－镍硅热电偶） 非电模拟量参数　　非标准的电信号（mV，μA，V，R，C）　　统一的电流信号（4~20mA）　　模拟电压信号（0~5V，0~10V）。 2.3.1 模拟量输入通道的组成 组成：信号调理或I/V变换，多路转换器，采样保持器，A/D转换器，接口及控制逻辑等。 　 图2-14 模拟量输入通道结构 工作过程：过程参数由传感元件和变送器测量并转换为电流或电压形式后，再送至多路开关，在微机的控制下，由多路开关将各过程参数依次进行采样和A/D转换，实现过程参数的巡回检测。　 传感器（Transducer） 非电量→电压、电流 变送器（Transformer） 转换成标准的电信号 I/V变换 多路转换器（Multiplexer） 多选一 采样保持器（Sample Holder，S/H） 保证变换时信号恒定不变 A/D变换器（A/D Converter） 模拟量转换为数字量 2.3.2 信号调理和I/V变换 1.信号调理电路 信号调理电路：主要通过非电量的转换、信号的变换、放大、滤波、线性化、共模抑制及隔离等方法，将非电量和非标准的电信号转换成标准的电信号。 （1）非电信号的检测——不平衡电桥 热敏电阻三线制接线图 热敏电阻测量电桥电路 2. I/V变换 功能：将变送器输出的统一信号0~10mA或4~20mA，变换成标准0~5V电压信号。 （1）无源I/V变换 阻容滤波 输出限幅 (1)输入：0~10mA； 电阻值：R1=100, R2=500(精密电阻）； 输出：0~5V (2)输入：4~20mA； 电阻值：R1=100,R2=250； 输出：1~5V 图2-19 无源I/V变换电路 （2）有源I/V变换 图2-20 有源I/V变换电路 电阻值：R2=250（精密电阻）， R3=1K。通过调整Rf，得到两种输出。 (1)输入：0~10mA 输出：0~5V (2)输入：4~20mA　 输出：1~5V 定义：按一定的时间间隔T，把时间上连续和幅值上也连续的模拟量信号，转变成在时刻0、T、2 T、…K T的一连串脉冲输出信号的过程称为采样过程 。 2.3.4 采样、量化及采样／保持器 1.信号的采样 模拟信号 采样信号 采样保持信号 数字信号 模拟信号：时间连续、幅值连续f(t) 数字信号：时间离散、幅值离散fd(nT) 图2-21-1 A/D转换数据关系 图2-21-2 A/D示意图 2.3.4 采样、量化及采样／保持器 2.3.4 采样、量化及采样／保持器 定义：按一定的时间间隔T，把时间上连续和幅值上也连续的模拟量信号，转变成在时刻0、T、2T、…KT的一连串脉冲输出信号的过程称为采样过程 。 1.信号的采样 2.量化 量化：就是采用一组数码(如二进制码)来逼近离散模拟信号的幅值，将其转换为数字信号。将采样信号转换为数字信号的过程称为量化过程，执行量化动作的装置是A/D转换器。 香农(Shannon)定理：如果模拟信号频谱的最高频率为fmax，只要按照采样频率f≥2fmax进行采样，那么采样信号 就能唯一地不失真地复现y(t)。 　　实际中，常取f ≥(5~10) fmax 量化单位：字长为n的A/D转换器把ymin~ymax范围内变化的采样信号，变换为数字0~2n－1 ，其最低