数据采集及数据采集系统学习教案.pptx

会计学引言4.1数据(shùjù)采集（DAQ）及数据(shùjù)采集系统（DAS）4.1.2数据采集系统基本组成(zǔchénɡ)
的基本组成(zǔchénɡ)
数据采集系统包括硬件和软件两大部分，硬件部分又可分为模拟部分和数字部分。下图是硬件基本组成(zǔchénɡ)示意图DAS的基本结构图表示(biǎoshì)如下4.1.3数据采集系统(xìtǒng)的主要性能指标
（1）系统(xìtǒng)分辨率
下表列出了满度值为10V时数据采集系统(xìtǒng)的分辨率。

（2）系统(xìtǒng)精度
（3）采集速率（4）动态范围
数据采集系统的动态范围通常定义为所允许输入的最大幅值Vimax与最小幅值Vimin之比的分贝数，即

式中最大允许输出幅值Vimax是指使数据采集系统的放大器发生饱和(bǎohé)或者是使模数转换器发生溢出的最小输入幅值。
瞬时动态范围是指某一时刻系统所能采集到的信号的不同频率分量幅值之比的最大值，即幅度最大频率分量的幅值Afmax与幅度最小频率分量的幅值Afmin之比的分贝数。用I表示瞬时动态范围，则有（5）非线性失真
谐波失真系统用来衡量(héngliáng)系统产生非线性失真的程度，它通常用下式表示

式中A1——基波振幅；
Ak——第k次谐波（频率为kf）的振幅。4.2信号获取与信号调理(tiáolǐ)技术4.2.2采集信号调理的主要功能
1、被采集信号的特点
传感器感应物理现象并生成(shēnɡchénɡ)与被检测的物理量成比例的电信号。传感器输出信号的类型，主要有电阻、电压、电流和频率等四类信号。
2、信号调理功能
信号调理功能主要有：
1）放大功能
2）隔离功能
3）多路复用功能
4）滤波功能
5）激励功能
6）线性化功能4.2.3模拟开关
1．模拟开关的分类
2．模拟开关的主要技术指标
模拟开关的主要技术参数如下(rúxià)：
（1）通道数量
（2）泄漏电流IS
（3）导道电阻Ron
（4）导通电阻的平坦度
（5）切换速度
（6）电源电压范围4.2.4测量放大电路(diànlù)
1．测量放大器电路(diànlù)原理测量放大器的增益由下列公式(gōngshì)来确定

从而(cóngér)测量放大器输出电压为

为了提高测量放大器的共模抑制比和降低温度漂移，测量放大器的电路结构采用对称行式，一般取，可得增益表达式为

很显然，调节Rg可以很方便地改变测量放大器的增益大小。2．测量放大器主要技术指标
测量放大器的主要技术指标有下面(xiàmian)六个方面
1）共模抑制比
共模抑制比CMRR可表示为

2）温度漂移
3）非线性度
4）建立时间
5）恢复时间
6）电源引起的失调4.2.5模拟量（激励信号）输出
1.D/A转换(zhuǎnhuàn)原理

根据叠加原理，D为任意数时四位D/A转换(zhuǎnhuàn)器的总输出电压

2．D/A转换器的主要技术指标
1）分辨率2）转换精度(jīnɡdù)
3）转换时间4）尖峰误差3．D/A转换电路输入(shūrù)与输出形式
1）输入(shūrù)方式
2）输出方式
输出输入(shūrù)关系式为D/A芯片(xīnpiàn)连接成双极性输出的电路图及数字量与模拟量的关系如下图所示4.3采样(cǎiyànɡ)保持与A/D转换技术2．采样保持(bǎochí)器的组成原理
采样保持(bǎochí)器（S/H）可以取出输入信号某一瞬间的值并在一定时间内保持(bǎochí)不变。采样保持(bǎochí)器有两种工作方式，即采样方式和保持(bǎochí)方式。在采样方式下，采样保持(bǎochí)器的输出必须跟踪模拟输入电压；在保持(bǎochí)方式下，采样保持(bǎochí)器的输出将保持(bǎochí)采样命令发出时刻的电压输入值，直到保持(bǎochí)命令撤销为止。其原理如图所示3．采样保持器的主要性能指标
主要性能指标如下
（1）捕获时间tAC（2）孔径(kǒngjìng)时间tAP
（3）保持建立时间tHS（4）孔径(kǒngjìng)抖动（5）衰减率4.3.2A/D转换器的分类(fēnlèi)和指标
1．A/D转换器分类(fēnlèi)表4-3列出了6种常用(chánɡyònɡ)的A/D转换器比较2．技术指标
A/D转换器常用以下几项技术指标来评价其质量(zhìliàng)水平。
1）分辨率与量化误差2）转换(zhuǎnhuàn)精度3）转换速率
转换速率是指A/D转换器在每秒钟内所能完成的转换次数。这个指标也可表述为转换时间，即A/D转换从启动到结束所需的时间，两者互为倒数(dǎoshù)。例如，某A/D转换器的转换速率为10MHz，则其转换时间是100ns。转换速度是一项重要的