【精选】输入输出通道接口技术.ppt

第四章输入输出通道接口技术第四章输入输出通道接口技术第四章输入输出通道接口技术第四章输入输出通道接口技术第四章输入输出通道接口技术第四章输入输出通道接口技术第四章输入输出通道接口技术第四章输入输出通道接口技术第四章输入输出通道接口技术第四章输入输出通道接口技术第四章输入输出通道接口技术第四章输入输出通道接口技术第四章输入输出通道接口技术第四章输入输出通道接口技术第四章输入输出通道接口技术第四章输入输出通道接口技术第四章输入输出通道接口技术第四章输入输出通道接口技术第四章输入输出通道接口技术第四章输入输出通道接口技术第四章输入输出通道接口技术第四章输入输出通道接口技术第四章输入输出通道接口技术第四章输入输出通道接口技术工作原理：将传感器送来的信号滤波和放大并调制成交流信号通过隔离变压器耦合到输出级。在输出级把交流信号解调变成直流信号再经滤波和放大最后输出0～±10V的直流电压。由于放大器的两个输入端都是浮空的所以它能够有效地起测量放大器的作用又因采用变压器耦合所以输入部分和输出部分是隔离的。增益计算：工作原理：当输入信号在0～10V间变化时OPA27的输出范围为－0.2V～1V该的输出加到由精密单位增益差动放大器INA105组成的V／I变换电路的输入端可以推出当输入电压为－0.2～－1Ⅴ时流过负载电阻RLOAD的电流为4～20mA而与RLOAD的大小无关。(2)隔离型V/I转换电路采用ISO100光电隔离放大器组成的4～20mAV／I变换电路原理如图所示。2.I/V转换电路I/V转换以实现V/I的逆转换。RCV420是一种精密的电流/电压变换器它能将4～20mA的电流信号转换成0～5V的电压信号。其典型应用电路如图所示。4.1.6数据采集中的误差分析1．系统的采样速度在一个数据采集系统中采样速度表示了采集系统的实时性能。采样速度由模拟信号带宽、数据通道数和每个周期的采样数决定。为了保证数据采集精度在数据采集通道中应采取：（1）增加每个周期的采样数通常根据数据带宽在最高频率端每周期采样7～l0次。（2）在A／D转换之前设置低通滤波消除信号中无用的高频分量。2．孔径误差由于模拟量转换成数字量有一个过程对于一个动态模拟信号在A/D转换器接通的孔径时间里输入的模拟信号值是不确定的从而引起输出的不确定性误差——孔径误差。根据分析在A/D转换器之前如果加采样/保持电路使得在转换期间的输入信号保持不变采样的孔径时间将大大减少。3．系统通过率系统通过率由模拟多路开关、输入放大器的稳定时间、采样/保持电路的采集时间以及A/D转换器的稳定和转换时间确定它决定了系统的动态特性。从经验可知：采用低分辨率A/D转换器、减少模/数转换环节以及采用重叠方式采集时可获得较大带宽的通过速率。第四章输入输出通道接口技术第四章输入输出通道接口技术第四章输入输出通道接口技术第四章输入输出通道接口技术第四章输入输出通道接口技术第四章输入输出通道接口技术第四章输入输出通道接口技术第四章输入输出通道接口技术第四章输入输出通道接口技术第四章输入输出通道接口技术第四章输入输出通道接口技术第四章输入输出通道接口技术第四章输入输出通道接口技术第四章输入输出通道接口技术第四章输入输出通道接口技术第四章输入输出通道接口技术第四章输入输出通道接口技术第四章输入输出通道接口技术第四章输入输出通道接口技术第四章输入输出通道接口技术第四章输入输出通道接口技术①组成由积分器、零电压比较器、单稳态定时器。②工作原理：当积分器的输出电压VINT下降到0V时零电压比较器发生跳变单稳态定时器便产生一个宽度为t0的正脉冲使模拟开关S导通恒流源IR开始向积分器反相充电使VINT线性上升到某一正电压。当t0脉冲结束后模拟开关S关断此时只有正的输入电压VIN对C充电使积分器输出电压沿斜线下降当VINT下降到零时比较器再次翻转并使单稳态定时器又产生一个宽度为t0的脉冲重复反充电过程……如此循环便在积分器输出端和单稳态定时器输出端产生如图b所示的波形。根据反充电电荷量与充电电荷量相等的电荷平衡原理得因此输出振荡频率为输出频率与输入电压成正比。③常用的集成V/F转换器型号有：LM131／231／331、AD650、VFC32等。2.V/F转换器的应用（1）通用型V／F转换器LM331LM331可在＋5V单电源下工作满量程频率范围为1Hz～100kHz具有线性度高（0.01