计算机控制系统 计算机控制系统 单元二 输入通道的实现.pptVIP

* q=20mV时，量化误差为±10mV，0．990～1．009V范围内的采样值，其量化结果是相同的，都是数字50。 * 采样保持器一般由模拟开关、储能元件（电容）和缓冲放大器组成。 * 1.工艺过程的温度、压力、流量、粘度、腐蚀性、毒性、脉动等因素是决定仪表选型的主要条件，关系到仪表选用的合理性，仪表的使用寿命及车间的防火、防爆、保安等问题。 2.各检测点的参数在操作上的重要性是仪表的指标、记录、计算、报警、控制、遥控等功能选定依据。一般来说，对工艺过程影响不大，但需经常监视的变量，课选指示型；对uxyao经常了解变化趋势的重要变量，应选记录式；而一些对工艺过程影响较大的，又需随时监控的变量，应设控制；对关系到物料衡算和动力消耗而要求计量或经济核算的变量，宜设积算；一些可能影响生产或安全的变量，宜设报警。 3.仪表的选型也决定于投资的规模，应在满足工艺和自控的要求前提下，进行必要的经济核算，取得适宜的性能/价格比。为便于仪表的维修和管理，在选型时也要注意到仪表的统一性。尽量选用同一系列、同一规格型号及同一生产厂家的产品。 4.选用的仪表应是较为成熟的产品，经现场使用证明性能可靠，同时要注意到选用的仪表应当是货源供应充沛，不会影响工程的施工进度。 * 1．通道选择 2．启动AD574A进行A/D转换 3．查询AD574A是否转换结束 4．读取转换结果 * （1） 模拟量输入通道的组成 模拟量输入通道一般由I/V变换，多路转换器、采样保持器、A/D转换器、接口及控制逻辑等组成。 （2）I/V变换 变送器输出的信号为0~10mA或4~20mA的统一信号，需要经过I/V变换变成电压信号后才能处理。对于电动单元组合仪表，DDZ-Ⅱ型的输出信号标准为0~10mA,而DDZ—Ⅲ型和DDZ—S系列的输出信号标准为4~20mA，因此，针对以上情况我们来讨论I/V变换的实现方法。 无源I/V变换 有源I/V变换 问题：为什么我们经常用到的标准信号是电流信号？ 无源I/V变换 I/V变换的基本思想：电流 变换电路中各部分的作用： r1:限流电阻 D:将电压钳制在5V+0.3V以内 r2:电压采样电阻，其压降即为输出电压，精密 电阻，精度为0.1%。 C和r1：组成阻容低通滤波电路 电压？ 有源I/V变换 利用有源器件—运算放大器和电阻组成。与无源变换的区别在于信号的隔离上。电流不能直接流过R2,VI=I*R1。 利用运算放大器的虚短和虚断的概念，我们可以求出该同相放大电路的放大倍数。 合理选择相应的电阻，就可以得到相应的电压输出。 （3）多路转换器 作用：利用多路开关可将各个输入信号依次地或随机地连接到 公用放大器或A/D转换器上，实现多路共享。 常用的多路开关：CD4051(或MC14051)、AD7501、MAX354、 LF13508等。 CD4051原理图 CD4051与单片机的接口电路图如下： （4） 采样、量化及采样保持器 信号的采样 采样过程：按一定的时间间隔T，把在时间和幅值上均连续的模拟信号，转变成在时刻O、T、2T、…KT的一连串脉冲输出信号的过程。 （4） 采样、量化及采样保持器 采样周期：采样开关K每一个通断的时间间隔T，包括等待时间、闭合时间、断开时间等。 采样宽度：采样开关闭合的时间。 采样信号y*(t)：幅值连续但是时间上离散的模拟信号。 香农采样定理：如果模拟信号(包括噪声干扰在内)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y*(t)就能唯一地复现y(t)。 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。也就是怎样将离 散模拟变量变为二进制码，二进制数的大小和量化 单位有关。 量化过程：将采样信号转换为数字信号的过程称为量化过 程。 量化装置：执行量化动作的装置是A/D转换器。 量化单位：字长为n的A/D转换器，其最低有效位(LSB)所 对应的模拟量q称为量化单位。 量化 量化误差：量化过程的实质是用一个量化单位q去度量采样值幅值高低的小数归整过程。 例如：q=20mV时，量化误差为 ±10mV 范围内的采样值，其量化结果都是相同的。 量化误差为(±1/2)q 采样保持器（S/H） A、采样保持电路的工作方式：采样和保持。 在采样方式中，采/保电路的输出跟踪模拟输入电压。 在保持方式中，采/保电路将保持采样命令撤销时刻的采样值，直到保持命令撤销并且再次接收到采样命令为止。 B、采样的形式分