智能儀器-2-數(shù)據(jù)采集

1、智智能能儀儀器器電電子子教教案案鹽城工學(xué)院自動化專業(yè)鹽城工學(xué)院自動化專業(yè) 張春富張春富第二章：第二章：數(shù)據(jù)采集技術(shù)數(shù)據(jù)采集技術(shù)v數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)v模擬信號調(diào)理v傳統(tǒng)A/D轉(zhuǎn)換器及接口技術(shù)v數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實例v數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計原則及誤差分析本章內(nèi)容 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)簡稱數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)簡稱DAS（Data Acquisition System），是指將溫度、），是指將溫度、壓力、流量、位移等待測模擬量進行取樣、壓力、流量、位移等待測模擬量進行取樣、量化轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，以便由計算機進行存量化轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，以便由計算機進行存儲、處理、顯示或打印的裝置。儲、處理、顯示或打印的裝置。第1節(jié) 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

2、基本結(jié)構(gòu)v傳感器v模擬信號調(diào)理電路v數(shù)據(jù)采集電路傳感器傳感器模擬信號調(diào)理模擬信號調(diào)理數(shù)據(jù)采集電路數(shù)據(jù)采集電路微機系統(tǒng)微機系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本組成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本組成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)分類v集中式采集系統(tǒng)v分布式采集系統(tǒng)v單通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)v多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應(yīng)用：同時測量多種物理量或同一種物理量的多個測量點應(yīng)用：同時測量多種物理量或同一種物理量的多個測量點傳感器傳感器1傳感器傳感器2傳感器傳感器3調(diào)理調(diào)理調(diào)理調(diào)理調(diào)理調(diào)理多多路路模模擬擬開開關(guān)關(guān)A/ /D微微處處理理器器控制邏輯控制邏輯S/HS/H 一、多路模擬信號集中采集式一、多路模擬信號集中采集式 1. 1. 集中式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)之一

3、集中式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)之一多路分時采集分時輸入結(jié)構(gòu)多路分時采集分時輸入結(jié)構(gòu)2. 2. 集中式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)之二集中式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)之二多路同步采集分時輸入結(jié)構(gòu)多路同步采集分時輸入結(jié)構(gòu)傳感器傳感器1傳感器傳感器2傳感器傳感器3調(diào)理調(diào)理調(diào)理調(diào)理調(diào)理調(diào)理模模擬擬多多路路開開關(guān)關(guān)A/ /D計計算算機機控制邏輯控制邏輯S/HS/HS/HS/HS/HS/H 二、多路模擬信號集中采集式二、多路模擬信號集中采集式 1. 1. 分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)之一分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)之一分布式單機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分布式單機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)微微處處理理器器2. 2. 分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的

4、典型結(jié)構(gòu)之二分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)之二通信接口通信接口上位機上位機數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集站采集站1數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集站采集站2數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集站采集站3數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集站采集站N模擬信號或數(shù)字信號模擬信號或數(shù)字信號多通道網(wǎng)絡(luò)式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)多通道網(wǎng)絡(luò)式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第2節(jié) 模擬信號調(diào)理采集系統(tǒng)信號調(diào)理的功能需求采集系統(tǒng)信號調(diào)理的功能需求v實現(xiàn)非電量信號向電信號的轉(zhuǎn)換、小信號放實現(xiàn)非電量信號向電信號的轉(zhuǎn)換、小信號放大、濾波；大、濾波；v零點校正、線性化處理、溫度補償、誤差修零點校正、線性化處理、溫度補償、誤差修正和量程切換等。正和量程切換等。傳傳感感器器前前置置放放大大濾濾波波程程控控放放大大典型模擬調(diào)理電路

5、的組成框圖典型模擬調(diào)理電路的組成框圖濾濾波波采采集集電電路路 一、傳感器的選用一、傳感器的選用 傳感器是信號輸入通道的第一環(huán)節(jié)：傳感器是信號輸入通道的第一環(huán)節(jié)：v 正確選用傳感器正確選用傳感器v 自行設(shè)計傳感器自行設(shè)計傳感器明確所設(shè)計的測控系統(tǒng)對傳感器的技術(shù)要求明確所設(shè)計的測控系統(tǒng)對傳感器的技術(shù)要求了解現(xiàn)有傳感器廠家有哪些可供選擇的傳感器了解現(xiàn)有傳感器廠家有哪些可供選擇的傳感器v將被測量將被測量轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換后續(xù)電路可用電量后續(xù)電路可用電量；v轉(zhuǎn)換范圍：轉(zhuǎn)換范圍：與被測量實際變化范圍相一致；與被測量實際變化范圍相一致；v轉(zhuǎn)換精度：轉(zhuǎn)換精度：符合整個測試系統(tǒng)根據(jù)總精度要求而符合整個測試系統(tǒng)根據(jù)總精度要

6、求而分配給傳感器的精度指標(biāo)；分配給傳感器的精度指標(biāo)；v轉(zhuǎn)換速度（帶寬）：轉(zhuǎn)換速度（帶寬）：符合整機速度要求；符合整機速度要求；v能能滿足滿足被測介質(zhì)和使用被測介質(zhì)和使用環(huán)境的特殊要求環(huán)境的特殊要求，如耐高，如耐高溫、耐高壓、防腐、抗振、防爆、抗電磁干擾、溫、耐高壓、防腐、抗振、防爆、抗電磁干擾、體積小、質(zhì)量輕和不耗電或耗電少等；體積小、質(zhì)量輕和不耗電或耗電少等；v能滿足用戶對能滿足用戶對可靠性和可維護性可靠性和可維護性的要求。的要求。 (一一)、對傳感器的主要技術(shù)要求、對傳感器的主要技術(shù)要求 v對于一種被測量，常常有多種傳感器可以對于一種被測量，常常有多種傳感器可以測量測量，例如測量溫度的傳感

7、器就有：熱電，例如測量溫度的傳感器就有：熱電偶、熱電阻、熱敏電阻、半導(dǎo)體偶、熱電阻、熱敏電阻、半導(dǎo)體PN結(jié)、結(jié)、IC溫度傳感器、光纖溫度傳感器等好多種。溫度傳感器、光纖溫度傳感器等好多種。在都能滿足測量范圍、精度、速度、使用在都能滿足測量范圍、精度、速度、使用條件等情況下，應(yīng)側(cè)重考慮成本低、相配條件等情況下，應(yīng)側(cè)重考慮成本低、相配電路是否簡單、可靠性等因素進行取舍，電路是否簡單、可靠性等因素進行取舍，盡可能選擇性能價格比高的傳感器。盡可能選擇性能價格比高的傳感器。 (二二) 、可供選用的傳感器類型、可供選用的傳感器類型1. 1. 大信號輸出傳感器大信號輸出傳感器 : : 為了與為了與A/D輸入

8、要求相適應(yīng)，傳感器廠家輸入要求相適應(yīng)，傳感器廠家開始設(shè)計、制造一些專門與開始設(shè)計、制造一些專門與A/D相配套的相配套的大信號輸出傳感器。大信號輸出傳感器。 傳感器傳感器傳感器傳感器傳感器傳感器小信號放大小信號放大信號修正與變信號修正與變換換濾波濾波A/D微機微機微機微機I/V轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換V/F光電耦合光電耦合小電流小電流小電壓小電壓大電壓大電壓大電流大電流2. 2. 數(shù)字式傳感器：數(shù)字式傳感器：采用采用頻率敏感效應(yīng)器件頻率敏感效應(yīng)器件構(gòu)成，也可以由敏感參數(shù)構(gòu)成，也可以由敏感參數(shù)R R、L L、C C構(gòu)成的振蕩器，或模擬電壓輸入經(jīng)構(gòu)成的振蕩器，或模擬電壓輸入經(jīng) V/FV/F轉(zhuǎn)換等。轉(zhuǎn)換等。具有測量精

9、度高、抗干擾能力強、便于遠(yuǎn)距離傳送具有測量精度高、抗干擾能力強、便于遠(yuǎn)距離傳送等優(yōu)點。等優(yōu)點。 傳感器傳感器放大放大整形整形光電光電隔離隔離計算機計算機傳感器傳感器整形整形光電光電隔離隔離計算機計算機頻率頻率輸出輸出開關(guān)量開關(guān)量輸出輸出3. 3. 集成傳感器：集成傳感器：集成傳感器是將傳感器與信號調(diào)理電路做成一體。集成傳感器是將傳感器與信號調(diào)理電路做成一體。例如，將應(yīng)變片、應(yīng)變電橋、線性化處理、電橋放例如，將應(yīng)變片、應(yīng)變電橋、線性化處理、電橋放大等做成一體，構(gòu)成集成壓力傳感器。大等做成一體，構(gòu)成集成壓力傳感器。采用集成傳采用集成傳感器可以減輕輸入通道的信號調(diào)理任務(wù)，簡化通道感器可以減輕輸入通道

10、的信號調(diào)理任務(wù)，簡化通道結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。 增強抗干擾能力?？垢蓴_能力。4. 4. 光纖傳感器：光纖傳感器：這種傳感器其信號拾取、變換、傳輸都是通過光導(dǎo)這種傳感器其信號拾取、變換、傳輸都是通過光導(dǎo)纖維實現(xiàn)的，避免了電路系統(tǒng)的電磁干擾?？梢詮睦w維實現(xiàn)的，避免了電路系統(tǒng)的電磁干擾?？梢詮母旧辖鉀Q由現(xiàn)場通過傳感器引入的干擾。根本上解決由現(xiàn)場通過傳感器引入的干擾。 二、前置放大器的選用二、前置放大器的選用 v當(dāng)傳感器輸出信號比較小，必須選用前置放當(dāng)傳感器輸出信號比較小，必須選用前置放大器進行放大。大器進行放大。放大器為什么要放大器為什么要“前置前置”, ,即設(shè)置在調(diào)理即設(shè)置在調(diào)理電路的最前端？電路的最前端

11、？前置放大器的放大倍數(shù)應(yīng)該多大？前置放大器的放大倍數(shù)應(yīng)該多大？KVVONIN/2200)()(KVKKVVININON前置放大器前置放大器K0VISVIN0VIN后級電路后級電路K VON放大器噪聲分析放大器噪聲分析 總的等效輸出噪聲：總的等效輸出噪聲：總的等效輸入噪聲：總的等效輸入噪聲：20200)(KVVKKVVININONIN2020)(KVVVINININ20011KVVININ對輸入信號對輸入信號VIS ，在不設(shè)前置放大時被電路噪聲淹沒，即：，在不設(shè)前置放大時被電路噪聲淹沒，即：VISVIN，而在加入前放后，則，而在加入前放后，則希望希望能被有效識別能被有效識別，就必須使，就必須使V

12、INVIN，為使小信號不被電路噪聲所淹沒，在電路前為使小信號不被電路噪聲所淹沒，在電路前端加入的電路必須是放大器，端加入的電路必須是放大器，即即K K0 01 1，而且而且必須是低噪聲的，即該放大器本身的等效輸必須是低噪聲的，即該放大器本身的等效輸入噪聲必須比其后級電路的等效輸入噪聲低。入噪聲必須比其后級電路的等效輸入噪聲低。因此，因此，調(diào)理電路前端電路必須是低噪聲前置調(diào)理電路前端電路必須是低噪聲前置放大器。放大器。兩種調(diào)理電路的對比兩種調(diào)理電路的對比 21202120)()(KVVKVKVVINININININ21202021)()(INININININVVKKVKVV（a）（b）由于由于

13、K1,所以，所以， ，調(diào)理電路中放大器設(shè)置在，調(diào)理電路中放大器設(shè)置在濾波器前面有利于減少電路的等效輸入噪聲。濾波器前面有利于減少電路的等效輸入噪聲。ININVV 三、信號調(diào)理通道中的常用運放三、信號調(diào)理通道中的常用運放v儀表放大器儀表放大器v程控增益放大器程控增益放大器v隔離放大器隔離放大器 (一一)、儀表放大器、儀表放大器儀用放大器上下對稱，即圖中儀用放大器上下對稱，即圖中R1=R2，R4R6，R5R7。則放大器閉環(huán)增益為：。則放大器閉環(huán)增益為：假設(shè)假設(shè)R4=R5，即第二級運算放大器增益為，即第二級運算放大器增益為1，則，則可以推出儀用放大器閉環(huán)增益為：可以推出儀用放大器閉環(huán)增益為：由上式可

14、知，通過調(diào)節(jié)電阻由上式可知，通過調(diào)節(jié)電阻RG，可以很方便地，可以很方便地改變儀用放大器的閉環(huán)增益。當(dāng)采用集成儀用放改變儀用放大器的閉環(huán)增益。當(dāng)采用集成儀用放大器時，大器時，RG一般為外接電阻一般為外接電阻。典型芯片：典型芯片：AD620451/)/21 (RRRRAGf)/21 (1GfRRA (二二)、程控增益放大器、程控增益放大器為了在整個測量范圍內(nèi)獲取合適的為了在整個測量范圍內(nèi)獲取合適的分辨力分辨力，常采用，常采用可變增益放大器?？勺冊鲆娣糯笃?。 增益由儀器內(nèi)置計算機的程序增益由儀器內(nèi)置計算機的程序自自動控制動控制。這種由程序控制增益的放大器，稱為。這種由程序控制增益的放大器，稱為程控程

15、控放大器放大器。 (三三)、隔離放大器、隔離放大器隔離放大器是指一種將隔離放大器是指一種將輸入、輸出和電源輸入、輸出和電源在在電電流和電阻上進行隔離流和電阻上進行隔離，使之，使之沒有直接耦合沒有直接耦合的測的測量放大器。量放大器。特點：特點：能承受較高的共模電壓；能承受較高的共模電壓； 泄漏電流低；泄漏電流低； 高共模抑制比；高共模抑制比；隔離模式：隔離模式： 兩口隔離：兩口隔離：信號輸入部分與輸出部分隔離；信號輸入部分與輸出部分隔離； 三口隔離三口隔離：信號輸入部分、輸出部分、功率：信號輸入部分、輸出部分、功率供給部分彼此隔離；供給部分彼此隔離；隔離辦法：隔離辦法： 光隔離、電容隔離、變壓器

16、隔離。光隔離、電容隔離、變壓器隔離。隔離放大器的分類隔離放大器的分類GF289GF289集成隔離放大器集成隔離放大器GF289GF289典型接法典型接法 推導(dǎo)課本圖推導(dǎo)課本圖2-11，2-12的增益表達(dá)式，并勘誤！的增益表達(dá)式，并勘誤！RG應(yīng)用場合應(yīng)用場合:高共模電壓場合高共模電壓場合：如電力線電流取樣、強：如電力線電流取樣、強電場中測量小范圍電壓差；電場中測量小范圍電壓差；測試現(xiàn)場干擾比較大的測試現(xiàn)場干擾比較大的微弱模擬信號微弱模擬信號，而，而對信號的傳遞精度要求又高對信號的傳遞精度要求又高;多個系統(tǒng)多個系統(tǒng)不能共地不能共地。 （四）（四）在實際的設(shè)計儀用放大電路過在實際的設(shè)計儀用放大電路過

17、程中，需重點考慮的主要程中，需重點考慮的主要性能指標(biāo)：性能指標(biāo)：v非線性度非線性度v溫漂溫漂v建立時間建立時間v恢復(fù)時間恢復(fù)時間v電源引起的失調(diào)電源引起的失調(diào)v共模抑制比共模抑制比v非線性度非線性度放大器的實際放大器的實際輸出輸出-輸入輸入曲線與曲線與理想直線理想直線間的間的偏差偏差。實際設(shè)計時，須選擇。實際設(shè)計時，須選擇非線性非線性偏差小偏差小的放大器。的放大器。v溫漂溫漂放大器的放大器的溫漂是指儀用放大器溫漂是指儀用放大器輸出電壓輸出電壓隨隨溫度溫度變化而變化的程度。變化而變化的程度。典型值：典型值：150 V/v建立時間建立時間指從指從階躍信號驅(qū)動瞬間階躍信號驅(qū)動瞬間至儀用放大器至儀用放

18、大器輸輸出電壓達(dá)到并保持出電壓達(dá)到并保持在給定誤差范圍內(nèi)所在給定誤差范圍內(nèi)所需的時間。需的時間。v恢復(fù)時間恢復(fù)時間指放大器指放大器撤除驅(qū)動信號瞬間撤除驅(qū)動信號瞬間至放大器至放大器恢恢復(fù)到最終值復(fù)到最終值所需的時間。所需的時間。v電源引起的失調(diào)電源引起的失調(diào)指指電源電壓每變化電源電壓每變化1%，所導(dǎo)致的放大，所導(dǎo)致的放大器器輸出電壓值的漂移輸出電壓值的漂移。該指標(biāo)是智能儀。該指標(biāo)是智能儀器電源設(shè)計的參考參數(shù)之一。器電源設(shè)計的參考參數(shù)之一。v共模抑制比共模抑制比-CMRR指指運算放大器的差模電壓增益與共模電運算放大器的差模電壓增益與共模電壓增益之比，單位壓增益之比，單位dB。comdefAA20L

19、OGCMRR 課后習(xí)題課后習(xí)題2-5：輸入信號終止值改為輸入信號終止值改為10mv，初始增益改，初始增益改為為1024，要求畫出詳細(xì)電路原理圖，要求畫出詳細(xì)電路原理圖課后補充習(xí)題：課后補充習(xí)題：以以CAT5113數(shù)字電位器、運放數(shù)字電位器、運放OP07為基為基礎(chǔ)，構(gòu)建放大倍數(shù)可調(diào)的同相放大電路，礎(chǔ)，構(gòu)建放大倍數(shù)可調(diào)的同相放大電路，計算其可實現(xiàn)的增益范圍，并畫出詳細(xì)電計算其可實現(xiàn)的增益范圍，并畫出詳細(xì)電路原理圖路原理圖分析分析P1口從口從0000B遞增至遞增至1001B時，放大電路時，放大電路的增益變化？的增益變化？課后補充習(xí)題：課后補充習(xí)題：根據(jù)上圖計算該程控放大電路可實現(xiàn)的增根據(jù)上圖計算該程

20、控放大電路可實現(xiàn)的增益范圍益范圍?v實際運放選型參數(shù)示例實際運放選型參數(shù)示例第3節(jié) 傳統(tǒng)A/D轉(zhuǎn)換器及接口技術(shù)vADC的基本概念的基本概念v典型技術(shù)指標(biāo)典型技術(shù)指標(biāo)v比較型比較型ADC的轉(zhuǎn)換原理的轉(zhuǎn)換原理（自學(xué)）（自學(xué)）v積分型積分型ADC的轉(zhuǎn)換原理的轉(zhuǎn)換原理（自學(xué)）（自學(xué)）vV/F型型ADC的轉(zhuǎn)換原理的轉(zhuǎn)換原理（自學(xué)）（自學(xué)）v典型芯片接口設(shè)計（典型芯片接口設(shè)計（AD574,MAX187）一、ADC的基本概念vADC（A/D）是實現(xiàn)模擬量到數(shù)字量轉(zhuǎn)換的器件。v量化過程：用標(biāo)準(zhǔn)模擬單位Q去度量某個待測模擬量Vi有多少個標(biāo)準(zhǔn)模擬單位，并將結(jié)果以二進制形式顯示。v實例：以小杯衡量大杯的水量，結(jié)論可

21、知大杯中的水可盛滿多少小杯，若已知小杯容量，則可推知大杯中的水量，且小杯越小推測越準(zhǔn)。（一）ADC的量化特性最大量化最大量化誤差為誤差為Q/2最大量化最大量化誤差為誤差為Q（二）ADC的理想傳輸函數(shù)QVnn*B22QVVQVninVn量化結(jié)果所對應(yīng)的模擬量量化結(jié)果所對應(yīng)的模擬量Bn量化結(jié)果所對應(yīng)的數(shù)字量量化結(jié)果所對應(yīng)的數(shù)字量Q 量化單位量化單位二、典型技術(shù)指標(biāo)v位數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果的二進制位數(shù)nv參考電壓Vref轉(zhuǎn)換所參考的基準(zhǔn)電壓v分辨率取決于參考電壓和位數(shù)，=Vref/2nv輸入信號范圍能夠正確轉(zhuǎn)換的信號范圍v轉(zhuǎn)換速度完成一次轉(zhuǎn)換所耗時間v輸出接口數(shù)字量的輸出形式v供電電源正常工作所需要的電源支持

22、v功耗正常工作時所消耗的電功率AD574與MAX187參數(shù)對比AD574MAX187位數(shù)位數(shù)8位或位或12位位12位位參考電壓參考電壓內(nèi)建內(nèi)建10V或外接或外接內(nèi)建內(nèi)建4.096V輸入信號范圍輸入信號范圍(V)-1010或或02004.096轉(zhuǎn)換速度轉(zhuǎn)換速度(s)25（無（無S/H）10（有（有S/H）輸出接口輸出接口并行并行8位或位或12位位串行串行12位位供電電源（供電電源（V）11.416.54.755.25功耗（功耗（mW）390 7.5三、AD574接口技術(shù)v管腳定義v模擬信號輸入接口v真值表v時序圖v微處理器接口v實例16通道數(shù)據(jù)巡檢系統(tǒng)（一）、AD574管腳定義（二）AD574模

23、擬信號輸入接口-1（二）AD574模擬信號輸入接口-2（三）AD574控制邏輯真值表（四）AD574控制邏輯時序圖（五）AD574與8031接口電路課堂作業(yè)v試確定教材32頁圖2-26的啟動轉(zhuǎn)換地址？v試確定該圖的高低位結(jié)果數(shù)據(jù)的讀地址？vAD7506導(dǎo)通電阻300歐姆；vAD7506典型功耗1000mW；LF398vCh=0.0010.01Fv0-保持；1-采樣v輸入阻抗1010歐姆v輸出阻抗6歐姆v功耗：1.5mW峰值保持電路1234ABCD4321DCBATitleNumberRevisionSizeA4Date:9-Sep-2010 Sheet of File:D:鹽城工學(xué)院求職智能儀

24、器教案MyDesign1.ddbDrawn By:P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78RESET9P3.0(RXD)10P3.1(TXD)11P3.2(INT0)12P3.3(INT1)13P3.4(T0)14P3.5(T1)15P3.6(WR)16P3.7(RD)17X118X219GND20P2.021P2.122P2.223P2.324P2.425P2.526P2.627P2.728PSEN29ALE/PG30EA/VPP31P0.732P0.633P0.534P0.435P0.336P0.237P0.138P0.039VCC40U?AT89C

25、51OC11Q21D32D42Q53Q63D74D84Q9GND10G115Q125D136D146Q157Q167D178D188Q19VCC20U?74LS373S119S220S321S422S523S624S725S826S911S1010S119S128S137S146S155S164OUT28VDD1GND12VSS27A017A116A215A314EN18NC13U?AD7506INPUT1INPUT1INPUT1INPUT1INPUT1INPUT6INPUT7INPUT8INPUT9INPUT10INPUT11INPUT12INPUT13INPUT14INPUT15INPUT

26、16V5 LOGIC112/82CS3A04R/C5CE6+Vs7REFOUT8AGND9REFIN10-Vs11BIPOFF1210V IN1320V IN14DGND15D016D117D218D319D420D521D622D723D824D925D1026D1127STATUS28U?MX574U?NANDDGNDDGNDDGNDIN3V+1Offset2V-4OUT5Ch6Lref7S/H8U?LF398S?C?ChDGND+15V+15V+5V+5V+5V-15V-15V-15V+15V+5VDGNDDGNDR?24KR?1KAGNDDAS設(shè)計實例課后作業(yè)v試根據(jù)圖2-44及教材P

27、51頁的程序，估算該系統(tǒng)全部完成16通道采集所需的時間？AD574的采樣周期按25微秒計。課后思考題v圖2-44中，采樣保持器LF398的輸出與AD574之間的輸入管腳間存在一手動開關(guān)，如需進一步提高自動化程度，可采用單刀雙擲模擬開關(guān)MAX4051來程控實現(xiàn)，請構(gòu)思MAX4544的程序控制流程，即如何根據(jù)輸入信號的幅值來自動切換至相應(yīng)的輸入管腳？所用所用SCLK為為4MHz，最大可為最大可為5MHz課后作業(yè)v根據(jù)AT89C2051與MAX187構(gòu)成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，編寫匯編程序，完成MAX187的采樣控制及數(shù)據(jù)讀寫，并完成數(shù)據(jù)拼裝。v AT89C2051與INTEL8051指令完全兼容第5節(jié) 數(shù)

28、據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計v設(shè)計DAS需考慮的主要問題vMCU的選擇vOP的選擇vA/D的選擇vS/H的選擇vMUX的選擇（一）設(shè)計DAS需考慮的主要問題v系統(tǒng)的整體精度要求（性能）v系統(tǒng)的整體速度要求（性能）v系統(tǒng)的整體功耗要求（性能）v系統(tǒng)的整體成本要求（價格）v系統(tǒng)的整體尺寸要求（環(huán)境）v例：某電感傳感器的測量范圍為1mm，線性輸出信號的范圍為10mV，據(jù)此設(shè)計單通道DAS，并要求位移分辨率為1m，結(jié)果刷新速度每秒1000次。v分析：雙極性信號，原信號動態(tài)范圍小，需要OP?單通道DAS，無需MUX?低速傳感器，信號緩變，需要S/H?（二）主要器件選型vMCU的選擇I/O資源、主頻、封裝vOP的選擇輸入信號極性、放大倍數(shù)vA/D的選擇分辨率、信號范圍、I/O資源vS/H的選擇信號的頻寬vMUX的選擇通道數(shù)的要求在滿足上述條件的前提下，考慮成本、體積、環(huán)境在滿足上述條件的前提下，考慮成本、體積、環(huán)境（三）A/D器件的選型vA/D位數(shù)n102121FSnVQ系統(tǒng)精度指標(biāo)系統(tǒng)精度指標(biāo) 的的10倍原則倍原則Q/2:量化誤差；量化誤差；VFS：滿量程：滿