第二章 输入输出接口于过程通道2.ppt

第二章输入输出接口于过程通道
模拟量输入通道
模拟量输入通道-把模拟信号转换为二进制数字信号,送入计算机中。
模拟信号传输-0~10mA或4~20mA电流传输。
模拟量输入通道结构
I/V变换
电流输出仪表DDZ-Ⅱ:0~10mA
仪表DDZ-Ⅲ,DDZ-S:4~20mA
无源I/V变换(利用无源器件完成)
0~10mA:R1 100Ω
R2 500Ω
0~5V输出
4~20mA:R1 100Ω
R2 250Ω
1~5V输出
有源I/V变换(利用有源器件完成)
0~10mA:R1 200Ω
R3 100kΩ
R4 150kΩ
0~5V输出
4~20mA:R1 200Ω
R3 100kΩ
同相放大器倍数 A=1+R4/R3 R4 25kΩ
1~5V输出
多路转换器
多路开关-理想工作状态:开路电阻无穷大,导通电阻为0。要求切换速度快。
举例:CD4051-8通道开关

INH 禁止输入
采样、量化及常用的采样保持器
信号的采样
-采样过程:以周期时间间隔T,把时间与幅值连续的模拟信号转变为连串脉冲输出信号。
-τ为采样宽度,即K闭合的时间。
-香农采样定量:若信号的最高频率为fmax,只要采样频率f ≥ 2 fmax,采样信号就能唯一复现原信号。
量化
-量化:用一组数码逼近离散模拟信号的幅值。
-量化过程:模拟信号->数字信号。
-量化单位:A/D转换器的最低有效位LSB对应的模拟量。
q=(ymax-ymin)/(2n-1)
-量化误差:± 1/2q
采样保持器
-孔径时间tA/D:完成一次A/D转换需要的时间。
-孔径误差:采样时刻的最大转换误差。
-孔径误差的消除:采用采样保持器
-孔径时间内,信号的变化导致转换误差,A/D转换器需要采样保持器来提高输入信号的频率范围。
-采样保持器:把t=KT时刻的采样值保持到A/D转换结束。
采样:K闭合,CH快速充电,VOUT跟随VIN
保持:K断开,VOUT保持VC
-缓慢变化的信号无需采样保持器