输入输出接口和过程通道.pptVIP

第2章 输入输出接口与过程通道;2.1.1 数字量输入输出接口;;;;;;;;;;;;2.2 A/D转换器及接口技术;A/D转换器的主要技术指标;;;;;;;;;2.2.2 A/D转换接口技术;;;;;;;;第二章 输入输出接口于过程通道;;;;;;;;;;;;2.3.5 模拟量输入通道设计 ;;;;;模拟量输入通道模板举例;2.4 D/A转换器及接口技术;;;;;;;;;;;;;;2.5 模拟量输出通道;2.5.1 模拟量输出通道的结构型式;2. 多个通路共用一个数模转换器的型式;2.5.2 单极性与双极性电压输出电路;2.5.3 V/I变换;2.集成V/I转换器AD694;模拟量输出通道设计 8位D/A转换器接口;;;12位D/A转换器接口;模拟量输出通道模板举例;;基于串行总线的计算机控制系统硬件技术;;2.6 硬件抗干扰技术; 所谓干扰，就是有用信号以外的噪声或造成计算机设备不能正常工作的破坏因素。 克服干扰的措施：硬件措施，软件措施，软硬结合的措施 干扰的来源：外部干扰和内部干扰。 外部干扰主要是空间电或磁的影响，环境温度、湿度等气象条件。 内部干扰主要是分布电容、分布电感引起的耦合感应，电磁场辐射感应，长线传输的波反射，多点接地造成的电位差引起的干扰，寄生振荡引起的干扰，甚至元器件产生的噪声。 分布电容：除电容器外，由于电路的分布特点而具有的电容叫分布电容．。 分布电感：distributed inductance。;;;干扰的传播途径;静电耦合是电场通过电容耦合途径窜入其它线路的。两根并排的导线之间会构成分布电容，如印制线路板上印制线路之间、变压器绕线之间都会构成分布电容。 图2-3给出两根平行导线之间静电耦合的示意电路，Cl 2是两个导线之间的分布电容，C1g、C2g是导线对地的电容，R是导线2对地电阻。如果导线1上有信号U1存在，那么它就会成为导线2的干扰源，在导线2上产生干扰电压Un 。显然，干扰电压Un与干扰源U1、分布电容Cl2、C2g的大小有关。 ;2．磁场耦合;1;3．公共阻抗耦合;在一块印制电路板上，运算放大器A1和A2是两个独立的回路，但都接入一个公共电源，电源回流线的等效电阻R1、R2是两个回路的公共阻抗。当回路电流i1变化时，在R1和R2上产生的电压降变化就会影响到另一个回路电流i2。反之，也如此。;2.6.1 过程通道抗干扰技术;2.6.1 过程通道抗干扰技术;（2）串模干扰的抑制方法; ②当尖峰型串模干扰成为主要干扰源时，用双积分式A/D转换器可以削弱串模干扰的影响。因为此类转换器是对输入信号的积分值进行测量，而不是测量信号的瞬时值。若干扰信号是周期性的而积分时间又为信号周期或信号周期的整数倍，则积分后干扰值为零，对测量结果不产生误差。 ③对于串模干扰主要来自电磁感应的情况下，对被测信号应尽可能早地进行前置放大，从而达到提高回路中的信号噪声比的目的；或者尽可能早地完成模/数转换或采取隔离和屏蔽等措施。 ④从选择逻辑器件入手，利用逻辑器件的特性来抑制串模干扰。 ⑤采用双绞线作信号引线的目的是减少电磁感应，并且使各个小环路的感应电势互相呈反向抵消。选用带有屏蔽的双绞线或同轴电缆做信号线，且有良好接地，并对测量仪表进行电磁屏蔽。 ; 2．共模干扰及其抑制方法 ;单端对地输入和双端不对地输入; 为了衡量一个输入电路抑制共模干扰的能力，常用共模抑制比CMRR(Common Mode Rejection Ratio)来表示，即 Ucm是共模干扰电压，Un是Ucm转化成的串模干扰电压。显然，对于单端对地输入方式，由于Un=Ucm，所以CMRR=0，说明无共模抑制能力。对于双端不对地输入方式来说，由Ucm引入的串模干扰Un越小，CMRR就越大，所以抗共模干扰能力越强。 ;(2)共模干扰的抑制方法;②光电隔离 光电耦合器是由发光二极管和光敏三极管封装在一个管壳内组成的，发光二极管两端为信号输入端，光敏三极管的集电极和发射极分别作为光电耦合器的输出端，它们之间的信号是靠发光二极管在信号电压的控制下发光，传给光敏三极管来完成的。 ; ③浮地屏蔽 采用浮地输入双层屏蔽放大器来抑制共模干扰，如图所示。这是利用屏蔽方法使输入信号的“模拟地”浮空，从而达到抑制共模干扰的目的。; ④采用仪表放大器提高共模抑制比 仪表放大器具有共模抑制能力强、输入阻抗高、漂移低、增益可调等优点，是一种专门用来分离共模干扰与有用信号的器件。 仪表放大器将两个信号的差值放大。抑制共模分量是使用仪表放大器的唯一原因 。 AD620（低功耗，低成本，集成仪表放大器），还有AD623等等.;3