计算机控制技术第三章.pptVIP

低压小功率开关量输出第31页，共83页，星期日，2025年，2月5日②功率场效应输出功率场效应管(MOSFET)是压控电子开关，只要在其栅极G和源极S之间加上足够的控制电压，漏极D和源极S之间可导通。MOSFET的栅极控制电流为微安级，而导通后漏极D和源极S之间允许通过较大的电流。例如IRF640导通时，D、S间允许通过的最大电流可达18安培。第32页，共83页，星期日，2025年，2月5日功率场效晶体管的典型使用方法第33页，共83页，星期日，2025年，2月5日③继电器输出继电器经常用于计算机控制系统中的开关量输出功率放大——即利用继电器作为计算机输出的执行机构，通过继电器的触点控制较大功率设备或控制接触器的通断以驱动更大功率的负载，从而完成从直流低压到交流(或直流)高压、从小功率到大功率的转换。使用继电器输出时，为克服线圈反电势，常在继电器的线圈上并联一个反向二级管。继电器输出也可以提供电气隔离功能，但其触点在通断瞬间往往容易产生火花而引起干扰，还是必须予以注意的，一般可采用阻容电路予以吸收。第34页，共83页，星期日，2025年，2月5日继电器式开关量输出第35页，共83页，星期日，2025年，2月5日继电器式开关量输出带光电隔离的继电器输出接口电路第36页，共83页，星期日，2025年，2月5日④可控硅输出作为一种大功率半导体无触点开关器件，可控硅具有以较小的功率来控制大功率的特点，因此在计算机控制系统中被广泛地用作功率执行元件，一般是由计算机发出数字触发脉冲信号实现其通断控制。第37页，共83页，星期日，2025年，2月5日光电隔离的双向可控硅输出第38页，共83页，星期日，2025年，2月5日3.2模拟量输入通道(掌握)模拟输入通道的作用是实现模拟待测信号与主控微处理器之间的接口，一般由传感器、信号调理电路、多路模拟开关、放大器、采样保持器(S/H)和A/D转换器组成。其中A/D转换器是实现模拟待测信号到数字信号之间转换的关键部件。模拟量输入通道根据不同的应用要求，可以有不同的结构形式。第39页，共83页，星期日，2025年，2月5日1、单路模拟量输入通道2、多路模拟量输入通道接口电路信号处理信号处理信号处理传感器1传感器2传感器nA/D转换器多路开关采样保持微型计算机第40页，共83页，星期日，2025年，2月5日1、多路转换器多路转换器又称多路开关，它是用来切换模拟电压信号的关键元件。多路开关功能：把多个模拟量参数分时地接通并送入A/D转换器，即完成多到一的转换（输入）；或者把经计算机处理，且由D/A转换器转换成的模拟信号按一定的顺序输出到不同的控制回路（或外部设备）中，即完成一到多的转换（输出）。3.2.1模拟量输入通道中的常用器件及电路第41页，共83页，星期日，2025年，2月5日理想多路开关要求：开路电阻应为无穷大，接通时的导通电阻应为零，切换速度快、噪声小、寿命长、工作可靠。实际多路开关性能：导通电阻10几欧，开关速度几百纳秒多类开关的分类：1)单向多路开关(1对多或多对1)，如AD7501（8路）、AD8506(16路)；2)双向多路开关（1对多且多对1），如CD4051；3）矩阵多路开关（多对多），如MT8816；第42页，共83页，星期日，2025年，2月5日多路开关实例：CD4051（双向）CD4051是8通道多路开关带有3个通道选择输入端A、B、C，用于选择8个通道之一一个禁止输入端INH，高电平时，禁止模拟信号输入；低电平时允许模拟信号输入第43页，共83页，星期日，2025年，2月5日CD4051的真值表０１１１７输入状态接通通道ＩＮＨＣＢＡ００００００００１１００１０２００１１３０１００４０１０１５０１１０６ＣＤ４０５１第44页，共83页，星期日，2025年，2月5日在实际应用中，如果被测参数多于8路，可以采用将多个CD4051相连进行扩展。*由D0D1D2D3来选择16路通道之一*其中D3＝0，选中1＃*其中D3＝1，选中2＃CD4051多路开关的扩展应用第45页，共83页，星期日，2025年，2月5日1）概述问题：模拟信号进行A／D转换时，从启动转换到转换结束输出数字量，需要一定的转换时间，当输入信号变化较大时，会造成很大的转换误差。解决方法：采用一种器