第二章 模拟量输入输出通道接口技术

模拟量输入输出通道接口技术

第 二 章 模 拟 量 输 入 输 出 通 道 接 口 技 术

第二章 模拟量输入/输出通道接口技术

2.1 接口和通道 2.2 多路开关及采样保持器 2.2 模拟量输出通道接口技术

2.3 模拟量输入通道接口技术

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第 二 章 模 拟 量 输 入 输 出 通 道 接 口 技 术

2.1 接口和通道

——连接计算机与生产过程、物理对象、外部设备

接口是计算机与外部设备交换信息的桥梁。是研究 微机和外围设备之间交换信息的技术。 传感器 A/D 微型机

生 产 过程通道是在计算机和生产过程之间设置的信息传 对 D/A 象 送和转换的连接通道； M 执行机构 煤气 ~ AI：模拟量输入通道 AO：模拟量输出通道 调节阀

DI：开关量输入通道

DO：开关量输出通道

外围设备多种多样，有机械的、电动式或其它形式。其输入信号可以是 模拟信号，也可以是数字信号，这样在计算机与被控对象之间包括模拟 量输入/输出通道，数字是（开关量）输入/输出通道。

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模拟量输入通道的组成

过 程 参 数

变 送 器

I/V 变换 信号 调理

多路 转换 器

采样 保持 器

A/D 转 换 器

接口 逻辑 电路

PC 总 线

模拟量输入通道的任务：把系统中检测到的模拟信号变 成数字信号，经接口送到计算机 太原理工大学自动化 YGW

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2.2 多路开关及采样/保持器

1 多路开关和采样保持器的物理意义

2 采样定理

3 多路开关 4 采样/保持器

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多路开关和采样保持器的物理意义

多路开关：解决多输入的问题（A/D）和多输出 的问题（D/A） 采样保持器：精度问题

– 输入时：A/D转换期间保持信号恒定，转换 结束后能够跟踪信号的变化。 – 输出时：D/A转换器输出时跟踪信号，转换 结束后保持信号的恒定。

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2.2.1 采样定理

1 离散系统和连续系统 连续系统处理连续性的信号，采用连续信号进行控制。（模拟仪表） 离散系统把连续信号转换成离散量，依据离散量进行控制（计算机控 制系统） 连续信号转换成离散量的手段和方法：采样和量化 2 信号的采样 按照一定的时间间隔T，把时间上和幅值上连续的模拟信号转换成在时 刻0、T、2T、 …kT上在时间上离散的脉冲序列信号的过程称采样。 工具：采样开关；结果：采样信号

3 信号的量化

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 成数字信号。将采样信号转换

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