計(jì)算機(jī)控制技術(shù)ppt第4章

1、1 1 第第4 4章章 模擬量輸入模擬量輸入/ /輸出通道輸出通道 4.1 模擬量輸入通道模擬量輸入通道 4.2 模擬量輸出通道模擬量輸出通道 2 2 模擬量輸入通道根據(jù)應(yīng)用的不同，可以有不同的結(jié)構(gòu)形 式。圖4-1是多路模擬量輸入通道的一般組成框圖。 通常，人們把過(guò)程工藝參數(shù)轉(zhuǎn)換為電量的設(shè)備稱為傳感 器或一次儀表。傳感器的主要任務(wù)是檢測(cè)。 4.1 模擬量輸入通道模擬量輸入通道 3 3 圖4-1 模擬量輸入通道的一般組成框圖 4 4 在過(guò)程控制中，為了避免低電平模擬信號(hào)傳輸帶來(lái)的麻煩， 經(jīng)常將測(cè)量元件的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)溫度變送器、壓力變送器和 流量變送器等進(jìn)行變換。它們將溫度、壓力和流量的電信號(hào) 變

2、換成010 mA(DDZ-型儀表)或420 mA(DDZ-型儀 表)的統(tǒng)一信號(hào)，這一部分不屬于模擬量輸入通道，而常歸 屬于工程檢測(cè)技術(shù)和自動(dòng)化儀表；但現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 中許多模擬輸入通道中也包含了變送器部分的功能。 5 5 4.1.1 輸入信號(hào)的處理輸入信號(hào)的處理 為了保證AD轉(zhuǎn)換的精度，模擬信號(hào)在輸入到AD之 前首先應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?。根?jù)需要，信號(hào)處理可選擇小信 號(hào)放大、大信號(hào)衰減、信號(hào)濾波、阻抗匹配、非線性補(bǔ)償和 電流電壓轉(zhuǎn)換等方法。 6 6 1信號(hào)濾波信號(hào)濾波 由于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)干擾因素多，來(lái)自工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的模擬信號(hào)中 ?；祀s有干擾信號(hào)，應(yīng)該通過(guò)濾波削弱或消除干擾信號(hào)。濾 波方法有硬件法和軟件

3、法之分。硬件方法常用RC濾波器和 有源濾波器來(lái)濾除高于有用信號(hào)頻率的那部分干擾，也稱之 為模擬預(yù)濾波；用軟件方法可以濾除與有用信號(hào)頻率重合的 那部分干擾，如卡爾曼濾波等。 7 7 2統(tǒng)一信號(hào)電平統(tǒng)一信號(hào)電平 輸入信號(hào)可能是毫伏級(jí)電壓或毫安級(jí)電流信號(hào)，應(yīng)將其 變成統(tǒng)一的信號(hào)電平。例如可變成050 mV的統(tǒng)一小信號(hào)電 平或05 V(15 V)的大信號(hào)電平。即使從變送器來(lái)的0 10 mA或420 mA的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，一般也要經(jīng)如圖4-2所示 的電阻網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行電流電壓變換，變換成050 mV的電 壓信號(hào)，其精度達(dá)0.02。 8 8 圖4-2 電阻網(wǎng)絡(luò) 9 9 3非線性補(bǔ)償非線性補(bǔ)償 大多數(shù)傳感器的輸出信號(hào)

4、與被測(cè)參數(shù)之間呈非線性關(guān)系 ，例如：鉑銠鉑熱電偶在01000間電勢(shì)與溫度關(guān)系 的非線性約為6。非線性的線性化也有硬件和軟件兩種方 法。應(yīng)用硬件方法時(shí)，是利用運(yùn)放構(gòu)成負(fù)反饋來(lái)實(shí)現(xiàn)的。例 如在DDZ-型儀表的變送器中，就加入了非線性校正電路 。 除上述幾種處理技術(shù)外，對(duì)不同的模擬信號(hào)還可能要進(jìn) 行其他一些處理，例如熱電偶測(cè)溫時(shí)要進(jìn)行冷端補(bǔ)償，熱電 阻測(cè)溫時(shí)要用橋路法或恒流法實(shí)現(xiàn)電阻電壓變換等。 10 10 4.1.2 多路開(kāi)關(guān)多路開(kāi)關(guān) 多路開(kāi)關(guān)又稱多路轉(zhuǎn)換器，其作用是將各被測(cè)模擬量按 某種方式，如順序切換方式或隨機(jī)切換方式，分時(shí)地輸入到 公共的放大器或AD轉(zhuǎn)換器上。 1多路開(kāi)關(guān)的種類多路開(kāi)關(guān)的種類

5、 多路開(kāi)關(guān)有機(jī)械觸點(diǎn)式和電子式兩種。 機(jī)械觸點(diǎn)式多路開(kāi)關(guān)常用的有干簧或濕簧繼電器，其原 理如圖4-3所示。當(dāng)線圈通電時(shí)簧片吸合，開(kāi)關(guān)接通。 11 11 圖4-3 干簧繼電器 12 12 這類開(kāi)關(guān)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，閉合時(shí)接觸電阻小，斷開(kāi)時(shí)阻抗高 ，工作壽命較長(zhǎng)，不受環(huán)境溫度影響等優(yōu)點(diǎn)，在小信號(hào)中速 度的切換場(chǎng)合仍可使用。由單個(gè)干簧繼電器組成的多路開(kāi)關(guān) 均采用開(kāi)關(guān)矩陣方式。如圖4-4所示的開(kāi)關(guān)矩陣可對(duì)64個(gè)點(diǎn) 進(jìn)行檢測(cè)和選通，X軸和Y軸的選通電路受CPU控制，其程 序框圖如圖4-5所示。 13 13 圖4-4 干簧繼電器開(kāi)關(guān)矩陣 14 14 在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，目前用得最多的是由晶體管、場(chǎng) 效應(yīng)管或光

6、電耦合開(kāi)關(guān)等組成的電子式無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)。這類開(kāi) 關(guān)工作頻率高，體積小，壽命長(zhǎng)。其缺點(diǎn)是導(dǎo)通電阻大，驅(qū) 動(dòng)部分和開(kāi)關(guān)元件不獨(dú)立而影響了小信號(hào)的測(cè)量精度。 常用的電子開(kāi)關(guān)有CMOS、FET單片多路開(kāi)關(guān)，如 CD4051、CD4052、CD4053(或MC14501、C511)等以及由 TTL電路組成的數(shù)據(jù)選擇器74LS150、74LS151等；也有的 將多路開(kāi)關(guān)與AD集成在一個(gè)芯片內(nèi)，如ADC0808、 ADC0809、ADC1211等。 15 15 圖4-5 開(kāi)關(guān)矩陣控制程序框圖 16 16 圖4-6是單端8路開(kāi)關(guān)CD4051的基本原理圖和管腳圖。 它有三個(gè)二進(jìn)制控制輸入端A、B、C，片內(nèi)有二進(jìn)制譯

7、碼器 ，改變A、B、C的數(shù)值可譯出8種狀態(tài)，分別從8路輸入中選 中一個(gè)開(kāi)關(guān)接通。當(dāng)禁止端inH為高電平時(shí)，不論A、B、C 為何值，8個(gè)通路都不通。表4-1為CD4051真值表。CD4051 的數(shù)字或模擬信號(hào)電平為315V，模擬信號(hào)UDD15V ，可作為多路開(kāi)關(guān)或反多路開(kāi)關(guān)。 17 17 圖4-6 單片8選1開(kāi)關(guān)CD4051原理圖和管腳圖 18 18 表4-1 CD4051真值表 19 19 圖4-7所示為TTL數(shù)據(jù)選擇器74LS151的原理圖和管腳圖 。其特點(diǎn)是將8位輸入數(shù)據(jù)(1或0)中的某一位選通(8選1)，輸 出其原碼或反碼。 圖4-7 數(shù)據(jù)選擇器74LS151原理圖和管腳圖圖4-8所示為

8、 光電耦合開(kāi)關(guān)的一種用法。光電耦合開(kāi)關(guān)是一種以光控制信 號(hào)的器件，輸入端為發(fā)光二極管，輸出端為光敏三極管。當(dāng) PIO的某一位為高電平時(shí)，經(jīng)反相后變?yōu)榈碗娖?，發(fā)光二極 管導(dǎo)通并發(fā)光，使光敏三極管導(dǎo)通，經(jīng)反相后輸出高電平。 光電開(kāi)關(guān)能使輸入和輸出在電氣上完全隔離，主要用于抗干 擾場(chǎng)合。 2020 圖4-8 光電耦合開(kāi)關(guān)用法之一 21 21 2多路開(kāi)關(guān)的連接方式多路開(kāi)關(guān)的連接方式 多路開(kāi)關(guān)有單端輸入、差動(dòng)輸入和偽差動(dòng)輸入等基本連 接方式，如圖4-9所示。 圖4-9(a)是單端多路輸入方式，一般用于高電平輸入信 號(hào)。由于一個(gè)通道傳送一路信號(hào)，因此通道利用率高。但因 這種方式無(wú)法消除共模干擾，所以當(dāng)共模

9、電壓Ucm和信號(hào) 電平Uin相比幅值較大時(shí)，不宜采用這種方式。 圖4-9(b)是差動(dòng)多路輸入連接方式，模擬量雙端輸入， 雙端輸出接到運(yùn)算放大器上。 2222 由于運(yùn)算放大器的共模抑制比較高，故其抗共模干擾能力強(qiáng) ，一般用于低電平輸入、現(xiàn)場(chǎng)干擾較嚴(yán)重、信號(hào)源和多路開(kāi) 關(guān)距離較遠(yuǎn)或者輸入信號(hào)有各自獨(dú)立的參考電壓的場(chǎng)合(這 時(shí)雙端輸入能各成回路)。 圖4-9(c)為偽差動(dòng)輸入。和圖4-9(a)的不同點(diǎn)在于模擬地 和信號(hào)地接成一點(diǎn)，而且應(yīng)該是所有信號(hào)的真正地，也是各 輸入信號(hào)唯一的參考地(也可以浮置于系統(tǒng)地)。由于模擬地 和信號(hào)地接成一點(diǎn)，這種方式可抑制信號(hào)源和多路開(kāi)關(guān)所具 有的共模干擾，如工頻干擾。

10、它適用于信號(hào)源距離較近的場(chǎng) 合。在保證全通道使用容量的條件下，采用這種方式提高了 對(duì)干擾的抑制能力，因此這是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的連接方式。 2323 圖4-9 多路開(kāi)關(guān)的基本連接方式 (a)單端多路輸入；(b)差動(dòng)多路輸入；(c)偽差動(dòng)輸入 2424 在實(shí)際應(yīng)用中，輸入信號(hào)可能很多，電平高低可能相差 很大，這時(shí)應(yīng)將電平分類，對(duì)電平相近的通道歸類選擇切換 。為了減少選擇切換開(kāi)關(guān)本身的漏電流，可采用干簧開(kāi)關(guān)作 一次選擇切換、電子開(kāi)關(guān)作二次選擇切換的混合系統(tǒng)。 2525 3多路開(kāi)關(guān)的選擇多路開(kāi)關(guān)的選擇 選擇多路開(kāi)關(guān)時(shí)，主要考慮的因素有：通路數(shù)目，單端 還是差動(dòng)輸入，電平高低，對(duì)各通路的尋址方式，開(kāi)關(guān)切換

11、時(shí)需要多少時(shí)間才能穩(wěn)定到要求的精度，最大切換速率，各 通路間允許的最大串?dāng)_誤差等。通常要根據(jù)數(shù)據(jù)采集的要求 ，抓住主要因素，進(jìn)行具體選擇。 2626 4.1.3 放大器放大器 放大器的功能是將小信號(hào)放大或?qū)⒋笮盘?hào)衰減到適合于 AD輸入電壓要求的范圍。在實(shí)際應(yīng)用中，一次儀表的安 裝環(huán)境和輸出特性是各種各樣和十分復(fù)雜的，選用哪種類型 的放大器取決于應(yīng)用場(chǎng)合。對(duì)于微弱信號(hào)的放大來(lái)說(shuō)，常有 以下選擇： (1)低漂移運(yùn)算放大器。它的特點(diǎn)是溫度漂移極小(如小 于1V)，適用于一般的弱信號(hào)放大。這類放大器有美國(guó) AD公司的ADOP-7和AD517等。 2727 (2)儀表放大器。它也稱測(cè)量放大器或數(shù)據(jù)放大器

12、。其 主要特點(diǎn)是具有很高的共模抑制能力，此外還具有高輸入阻 抗、較低的失調(diào)電壓、較少的溫度漂移系數(shù)及低的輸出阻抗 ，有的還具有增益可調(diào)功能。這種放大器是由一組放大器構(gòu) 成的。由于上述優(yōu)點(diǎn)，這種放大器得到了廣泛的應(yīng)用。例如 用于熱電偶、應(yīng)變電橋、流量計(jì)量、生物測(cè)量以及那些提供 微弱信號(hào)而有較大共模干擾的場(chǎng)合。這種放大器有AD公司 的AD521、AD522、AD612和增益可調(diào)的AM-542/543等。 2828 (3)隔離放大器。隔離是指切斷控制裝置與工作現(xiàn)場(chǎng)的 電的聯(lián)系。對(duì)數(shù)字量廣泛采用光電隔離器，而對(duì)于弱模擬信 號(hào)則多采用磁耦合的辦法。這種放大器的符號(hào)如圖4-10所示 ，放大器分為輸入(A)

13、和輸出(B)兩個(gè)獨(dú)立供電回路。這種 放大器有AD公司的Model277。 圖4-10 隔離放大器符號(hào)表示為了降低成本，多路信號(hào)可 公用一個(gè)AD轉(zhuǎn)換器；為保證AD轉(zhuǎn)換器精度，對(duì)小信號(hào) 要放大，而對(duì)大信號(hào)要衰減?？梢悦恳宦范加靡粋€(gè)變送器， 但這會(huì)使成本大大增加。 2929 為此，可在AD轉(zhuǎn)換器之前設(shè)置一個(gè)增益可變的放大器， 對(duì)不同輸入信號(hào)用程序來(lái)設(shè)置相應(yīng)的放大系數(shù)，這就是可編 程序放大器。下面介紹兩種可編程序放大器的實(shí)現(xiàn)方案。 3030 1采用增益可調(diào)的儀表放大器方案采用增益可調(diào)的儀表放大器方案 儀表放大器除共模抑制能力強(qiáng)、輸入阻抗高、漂移低外 ，有的還具有增益可調(diào)功能，如AM-542、AM-54

14、3。圖4-11 是這種增益可調(diào)的方案框圖。 圖4-11 增益可調(diào)的儀表放大器方案通常，由于各路模擬 信號(hào)和AD的電壓范圍已知，故可算出對(duì)應(yīng)信號(hào)源要求的 放大系數(shù)。可預(yù)先將各路放大倍數(shù)的等效數(shù)字量存入RAM 中，當(dāng)CPU要求輸入第n路信號(hào)時(shí)，則由CPU控制將第n路對(duì) 應(yīng)的放大倍數(shù)從RAM中取出，經(jīng)數(shù)據(jù)總線送入AM-542相應(yīng) 端接點(diǎn)，這樣信號(hào)便會(huì)按預(yù)先設(shè)定的放大倍數(shù)被放大。 31 31 2放大器并聯(lián)反饋電阻方案放大器并聯(lián)反饋電阻方案 如圖4-12所示，A1、A2組成同相關(guān)聯(lián)差動(dòng)放大器，A3為 起減法作用的差動(dòng)放大器。電壓跟隨器A4的輸入來(lái)自A點(diǎn)， 即共模電壓Ucm，其輸出作為運(yùn)放A1、A2的電源

15、地端，以使 A1、A2的電源電壓浮動(dòng)幅度與Ucm相同，從而大大削弱共 模干擾的影響，這就是共模自舉技術(shù)。信號(hào)從Us1、Us2以 差動(dòng)方式輸入，放大器差模閉環(huán)增益A12R0R，R為 R1R8中的一個(gè)。R1R8值可以根據(jù)不同放大倍數(shù)要求，用公 式A12R0R來(lái)選取，電子開(kāi)關(guān)CD4051選通哪一路電阻 ， 3232 可以由CPU通過(guò)程序進(jìn)行控制。當(dāng)電阻都不被電子開(kāi)關(guān)選通 時(shí)，放大倍數(shù)為1。當(dāng)信號(hào)源采用單端輸入時(shí)，運(yùn)放A2的正 輸入端通過(guò)電阻接地。 3333 圖4-12 實(shí)用可編程序放大器 3434 4.1.4 采樣保持器采樣保持器(SH) 1采樣保持器采樣保持器 為了對(duì)變化較快，即工作頻率較高的模擬

16、信號(hào)進(jìn)行采樣 ，可以在AD前加入采樣保持器(SampleHold)。采樣保 持器又稱采樣保持放大器(SHA)，其原理如圖4-13所示。它 由模擬開(kāi)關(guān)、儲(chǔ)能元件(電容C)和緩沖放大器組成。當(dāng)施加 控制信號(hào)后，S閉合，進(jìn)入采樣階段，模擬信號(hào)迅速向電容 充電到輸入電壓值(這個(gè)時(shí)間越短越好)；控制信號(hào)去除時(shí)， S斷開(kāi)，進(jìn)入保持階段，為讓AD轉(zhuǎn)換器對(duì)保持電容C上的 電壓進(jìn)行量化，希望電容維持穩(wěn)定電壓的時(shí)間長(zhǎng)一些。 3535 由于充電時(shí)間遠(yuǎn)小于AD轉(zhuǎn)換時(shí)間，保持器的電壓下降率 又較低，因此大大減小了誤差。 3636 圖4-13 采樣保持器的原理圖 3737 采樣保持器的主要性能參數(shù)如下所述： (1)獲得時(shí)

17、間：是指給出采樣指令后，跟蹤輸入信號(hào)到 滿量程并穩(wěn)定在終值誤差帶(02%0.005)內(nèi)變化和滯 留的最小時(shí)間。 (2)孔徑時(shí)間：是指保持指令給出后到采樣開(kāi)關(guān)真正斷 開(kāi)所需的時(shí)間。 (3)輸出電壓衰減率：是指保持階段由各種泄漏電壓引 起的放電速度。 (4)直通饋入：輸入信號(hào)通過(guò)采樣保持開(kāi)關(guān)的極間電容 竄到保持電容上的現(xiàn)象。 3838 2.常用的集成采樣保持電路及選用原則常用的集成采樣保持電路及選用原則 常見(jiàn)的集成采樣保持器芯片有三類： (1)通用芯片，如AD538K、AD538KS、AD582K、 AD583K、LF198LF298LF398等。 (2)高速芯片，如THS-0025、THS-00

18、60、THC-0300和 THC-1500等。 (3)高分辨芯片，如SHA1144和ADC1130等。 最常見(jiàn)的有LF398，如圖4-14所示。它由場(chǎng)效應(yīng)管制成 ，其主要技術(shù)指標(biāo)是： 3939 工作電壓：5V18V。 保持時(shí)間小于或等于10s。 可與TTL、PMOS和CMOS兼容。 當(dāng)保持電容C0.001F時(shí)，保持電壓下降率為3mV min，信號(hào)達(dá)到0.01的獲得時(shí)間為25s。 4040 圖4-14 采樣保持器LF398 (a)原理圖；(b)接線圖 41 41 當(dāng)邏輯電壓基準(zhǔn)LR接地時(shí)，控制電平與TTL兼容。保 持電容C的選擇要根據(jù)保持步長(zhǎng)、獲得時(shí)間、輸出電壓下降 率等幾個(gè)參數(shù)折中考慮。一般應(yīng)

19、選聚苯乙烯、聚丙烯、聚四 氟乙烯電容，這些電容的介質(zhì)吸收特性好，保持誤差小。 選擇采樣保持器時(shí)，主要考慮以下因素：輸入信號(hào)范圍 ，輸入信號(hào)變化率和多路開(kāi)關(guān)的切換速率，采樣時(shí)間應(yīng)為多 少才不會(huì)超過(guò)誤差要求等。 當(dāng)輸入信號(hào)變化很緩慢，AD轉(zhuǎn)換相對(duì)較快時(shí)，可以 不用采樣保持器。 4242 4.1.5 模數(shù)模數(shù)(AD)轉(zhuǎn)換器及其應(yīng)用轉(zhuǎn)換器及其應(yīng)用 AD轉(zhuǎn)換器在數(shù)字電路和微機(jī)原理等課程中介紹過(guò)， 這里僅作簡(jiǎn)短的回顧并給出幾個(gè)典型的應(yīng)用例子。 1AD轉(zhuǎn)換器的分類轉(zhuǎn)換器的分類 按位數(shù)，AD轉(zhuǎn)換器可分為8位、10位、12位、16位和 30位等。 按轉(zhuǎn)換方式，AD轉(zhuǎn)換器可分為： (1)計(jì)算比較式：構(gòu)造簡(jiǎn)單，價(jià)格

20、便宜，但速度慢，較 少采用。 4343 (2)雙積分式：又稱為V-T型電壓數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其精度高 ，抗干擾能力強(qiáng)，但速度慢，常用在信號(hào)變化慢、精度要求 高、干擾嚴(yán)重的場(chǎng)合，如高精度數(shù)字電壓表中。 (3)逐次逼近式：轉(zhuǎn)換速度較快，精度也較高，用得最 廣泛。 (4)并行高速AD轉(zhuǎn)換器：轉(zhuǎn)換時(shí)間很短，其中有三次 積分式AD轉(zhuǎn)換器、全并行比較AD轉(zhuǎn)換器、串并行比較 AD轉(zhuǎn)換器等。 按輸出編碼形式，AD轉(zhuǎn)換器還可分為二進(jìn)制編碼型 和BCD編碼型。如5G14433為312位，雙積分式，輸 出編碼為BCD碼。 4444 應(yīng)該注意，用DA轉(zhuǎn)換器與軟件配合也可實(shí)現(xiàn)AD轉(zhuǎn) 換器。另外，電壓頻率變換器VFC也是AD轉(zhuǎn)

21、換器的一 種形式。 4545 2AD轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo) (1)分辨率：指AD轉(zhuǎn)換器最低位所具有的數(shù)值，如為 8位AD轉(zhuǎn)換器，則分辨率為。也有以位數(shù)直接 來(lái)表示分辨率的，即8位、10位和12位AD轉(zhuǎn)換器的分辨率 分別為8位、10位和12位等。 (2)量程：指所能轉(zhuǎn)換的電壓范圍，如5V和10V等。 (3)轉(zhuǎn)換時(shí)間：是指從啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換到獲得數(shù)字輸出為 止的時(shí)間。逐次逼近式AD轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時(shí)間與位數(shù)有關(guān) ，而雙積分AD轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時(shí)間與輸入信號(hào)的幅值有關(guān) 。 4646 如ADC0809逐次比較或AD轉(zhuǎn)換需要比較8次以確定8位數(shù) 據(jù)中每一位是0還是1，每次比較需8個(gè)時(shí)鐘周期，故一次

22、轉(zhuǎn) 換需要64個(gè)時(shí)鐘周期。若時(shí)鐘頻率為640kHz，則轉(zhuǎn)換時(shí)間 為；若時(shí)鐘頻率為500kHz，則轉(zhuǎn)換時(shí)間 為。 4747 (4)精度：指產(chǎn)生輸出量N的理論輸入電壓與實(shí)際輸入電 壓之差。精度有絕對(duì)精度和相對(duì)精度之分。前者常用數(shù)字的 位數(shù)表示。若滿量程為10V，則10位AD轉(zhuǎn)換器的絕對(duì)精 度為 4848 相對(duì)精度常用百分?jǐn)?shù)表示，如10位AD轉(zhuǎn)換器的相對(duì)精度 為請(qǐng)注意分辨率和精度是兩個(gè)不同的概念 ，分辨率是指能對(duì)轉(zhuǎn)換結(jié)果產(chǎn)生影響的最小輸入量，而精度 是由誤差決定的。如AD轉(zhuǎn)換器滿量程為10V，其分辨率 為9.77mV，但這個(gè)變化可能由于溫漂、線性不良而引起 ，故精度未必這么高。 AD轉(zhuǎn)換器的技術(shù)指標(biāo)

23、還有工作溫度范圍、是否外接 基準(zhǔn)電壓和輸入邏輯電壓等。 4949 3典型應(yīng)用例子典型應(yīng)用例子 AD轉(zhuǎn)換器是專門用來(lái)將模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量的器件 ，使用時(shí)只要連接供電電源，將模擬信號(hào)加到輸入端，在控 制端加一個(gè)啟動(dòng)信號(hào)，AD轉(zhuǎn)換器就會(huì)自動(dòng)工作，轉(zhuǎn)換完 成后芯片會(huì)在一個(gè)輸出引腳給出轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，通知CPU此 時(shí)可以讀取數(shù)據(jù)，CPU可通過(guò)一條“MOVXA，DPTR”指 令讀入AD轉(zhuǎn)換結(jié)果。這就是AD的應(yīng)用過(guò)程。 在應(yīng)用AD轉(zhuǎn)換器時(shí)應(yīng)把注意力放在AD轉(zhuǎn)換器與 CPU的連線問(wèn)題上，具體應(yīng)注意幾點(diǎn)： (1)輸入模擬電壓是單端的還是差動(dòng)的。 5050 (2)數(shù)據(jù)輸出線與系統(tǒng)總線的連線問(wèn)題。如果AD轉(zhuǎn)換 器具有

24、可控三態(tài)輸出門(如ADC0809)，則可直接將AD輸 出數(shù)據(jù)線與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連；如果AD轉(zhuǎn)換器有三態(tài)輸 出門，但不受外部控制(如AD570)或無(wú)三態(tài)門，則必須通過(guò)I O通道或附加的三態(tài)門電路與CPU相連。8位以上AD轉(zhuǎn) 換器與CPU相連時(shí)還應(yīng)考慮AD轉(zhuǎn)換器的位數(shù)與CPU總線 位數(shù)匹配問(wèn)題。 51 51 (3)啟動(dòng)信號(hào)供給問(wèn)題。有些AD轉(zhuǎn)換器(如AD570、 AD571和AD572等)要求有電平啟動(dòng)信號(hào)，對(duì)于這些芯片， 在轉(zhuǎn)換全過(guò)程中均要保證啟動(dòng)信號(hào)有效；另外一些芯片(如 ADC0809和ADC1210等)要求有脈沖啟動(dòng)信號(hào)，此時(shí)可用 “MOVXDPTR，A”指令發(fā)出的片選信號(hào)或?qū)懶盘?hào)在片內(nèi)

25、產(chǎn)生啟動(dòng)脈沖。 (4)數(shù)據(jù)讀取方式。一般有程序查詢方式、CPU等待方 式、固定延時(shí)方式和中斷方式等4種數(shù)據(jù)讀取方式。 5252 例4-1 用不帶可控三態(tài)門的AD轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)AD轉(zhuǎn)換 ，CPU可分別采用程序查詢方式和等待方式讀取數(shù)據(jù)。 解 如圖4-15，將AD570的15腳接地，則模擬電壓為單極 性輸入。用并行接口8255A作為AD570與系統(tǒng)總線之間的I O通道，其中8255A的端口A連接AD轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)端，工 作于輸入方式；端口B也工作于輸入方式，且PB0接AD570 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)DR，用程序查詢PB0即可知AD轉(zhuǎn)換是否 完成；端口C工作在輸出方式且PC0接AD570的啟動(dòng)信號(hào)端B C。工作時(shí)

26、置PC0為0，可啟動(dòng)AD，用程序判斷PB0是 否轉(zhuǎn)換完成，如完成了則由端口A讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果，否則繼續(xù) 查詢。 5353 圖4-15 AD570與CPU連線圖 5454 下面就是用查詢方式讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果的程序段： READAD： MOV A，92H ；A、B口輸入，C口輸 出 MOV DPTR，PORTCC；PORTCC為控制口 MOV XDPTR，A MOV A，01H；PC0為1 MOV DPTR，PORTC MOV XDPTR，A MOV A，00H；PC0為0，啟動(dòng)AD MOV XDPTR，A Z：MOVDPTR，PORTB 5555 MOVXA，DPTRANLA，01H CJNE A，00

27、H，Z；如果PB0為l再查詢 MOV A，01H；撤消啟動(dòng)信號(hào) MOV DPTR，PORTC MOVXDPTR，A MOV DPTR，PORTA MOVXA，DPTR；讀取AD數(shù)據(jù) 圖4-16為CPU工作于固定延時(shí)方式的電路圖。與圖4-15 不同的是：在CPU發(fā)出轉(zhuǎn)換指令后，不用去查詢DR的狀 態(tài)，只要延時(shí)足夠長(zhǎng)的時(shí)間，保證在A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束后再去讀 取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果即可。 5656 圖4-16 CPU固定延時(shí)方式電路圖 5757 圖4-17 用查詢法讀A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果的接口 5858 例4-2 用帶可控三態(tài)門輸出的ADC0809來(lái)實(shí)現(xiàn)AD轉(zhuǎn) 換，分別采用查詢法、定時(shí)法和中斷法讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。 解

28、ADC0809內(nèi)帶多路開(kāi)關(guān)和可控三態(tài)門輸出，特別易 于與CPU連接。 (1)用查詢法讀AD轉(zhuǎn)換結(jié)果的接口如圖4-17所示。首 先CPU用“MOVXDPTR，A”指令產(chǎn)生信號(hào)ALE和START ，其作用是選通輸入U(xiǎn)in0Uin7之一并啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換。 然后CPU查詢轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)EOC狀態(tài)，判斷AD轉(zhuǎn)換是否 完成(為1表示已完成)。 5959 如果轉(zhuǎn)換完成，則CPU用“MOV XA，DPTR”指令產(chǎn)生 輸出允許信號(hào)OE，同時(shí)讀入數(shù)據(jù)；如果轉(zhuǎn)換未完成，則繼 續(xù)查詢。用查詢法讀A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果的程序如下： ADC8： MOV R1，30H ；數(shù)據(jù)區(qū)首址 30HR3 MOVR2，08H；8路輸入 MOVDP

29、TR，7F00H；DPTR指向0809in0通道地 址 START：MOVXDPTR，A；啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換 REOC：JBP1.0，REOC； 6060 判斷P1.0，P1.01（EOC0）則等待 MOVXA，DPTR；P1.00(EOC1)，讀入數(shù)據(jù) MOVR1，A；存AD轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù) INCR1；數(shù)據(jù)區(qū)地址加1 INCDPTR；A/D通道口地址加1 DJNZR2，START；下一通道AD轉(zhuǎn)換 RET (2)用定時(shí)法讀AD轉(zhuǎn)換結(jié)果的接口如圖4-18所示。由于 ADC0809時(shí)鐘為500kHz，轉(zhuǎn)換時(shí)間為128s，因此啟動(dòng)A D后，再利用程序至少延時(shí)128s后就可以直接讀入AD 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，所以不必查詢

30、EOC，故接口電路較為簡(jiǎn)單。 61 61 圖4-18 用定時(shí)法讀A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果的接口 6262 設(shè)CPU時(shí)鐘為12MHz，那么接口程序清單如下： ADC8： MOV R1，#30H ；數(shù)據(jù)區(qū)首地址#30HR3 MOVR2，08H；8路輸入 MOVDPTR，7F00H；DPTR指向0809in0通道地 址 START：MOVXDPTR，A；啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換 MOVR6，00H；延時(shí)256s TIME：DJNZR6，TIME MOVXA，DPTR；延時(shí)時(shí)間到，讀入數(shù)據(jù) 6363 MOVR1，A；存AD轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù) INCR1；數(shù)據(jù)區(qū)地址加1 INCDPTR；口地址加1 DJNZR2，START；下一通道A

31、D轉(zhuǎn)換 RET (3)用中斷法讀AD轉(zhuǎn)換結(jié)果的接口如圖4-19所示。本 例中用EOC向CPU發(fā)中斷請(qǐng)求，在中斷服務(wù)程序中讀入數(shù)據(jù) 。 6464 6565 ORG 0000H AJMPMAINORG0003H；INT0 中斷矢量AJMPINT0；轉(zhuǎn)INT0中斷程序入口主程序 ORG0100HMAIN：MOVR0，30H；片內(nèi)RAM首地址 MOVR2，08H；轉(zhuǎn)換8路A/DSETBIT0；INT0邊沿觸發(fā) SETBEA；開(kāi)中斷SETBEX0；允許INT0中斷 MOVDPTR，7F00H；選IN0通道地址MOVXDPTR， A；啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換WAIT：SJMPWAIT；等待中斷 圖4-19 用中斷法

32、讀AD轉(zhuǎn)換的接口其參考程序清 單如下： 6666 以下為INT0中斷服務(wù)程序： ORG0200H INT0：MOVXA，DPTR；讀A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果 MOV R0，A；存數(shù)INCR0；更新存儲(chǔ)單元地址 INCDPTR；更新通道地址 MOVXDPTR，A；啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換 DJNZ R2，LOOP；巡回未完繼續(xù) CLREX0；采集完，關(guān)中斷 LOOP：RETI；中斷返回 6767 圖4-20給出了12位AD轉(zhuǎn)換器AD574與8031單片機(jī)的 接口電路。根據(jù)接線圖可知： (1)AD574的CS片選端接鎖存器的Q7端，A0端接鎖存 器的Q1端，RC端接鎖存器的Q0端，8031的WR和RD 經(jīng)與非門同AD

33、574的CE端相接，因此，AD574啟動(dòng)12位A D轉(zhuǎn)換的地址為FF7CH； 讀高8位數(shù)據(jù)的地址為FF7DH；讀低4位數(shù)據(jù)的地址為 FF7FH。 (2)128接地表示8031要分兩次從AD574讀出AD轉(zhuǎn) 換后的12位數(shù)字量。 6868 (3)圖中，BIFoff的接法表示10Vin或20Vin被設(shè)定為雙極 性電壓輸入。若要使10Vin或20Vin被設(shè)定為單極性電壓輸入 ，接線方式需作相應(yīng)改變。 例4-3 對(duì)于圖4-20，試編寫程序，使AD574進(jìn)行12位A D轉(zhuǎn)換，并把轉(zhuǎn)換后的12位數(shù)字量存入內(nèi)部20H和21H單 元。設(shè)20H單元存放高8位，21H單元存放低4位。 6969 圖4-20 AD5

34、74與8031接口電路 7070 解 程序清單如下： ORG 0000H MOVR0，20H；數(shù)據(jù)區(qū)首地址 MOVDPTR，0FF7CH MOVXDPTR，A；啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換 LOOP：JBP1.0，LOOP；轉(zhuǎn)換是否結(jié)束？未結(jié)束，等待 MOVDPTR，0FF7DHMOVXA，DPTR；讀高8位 數(shù)據(jù) MOVR0，A；存高8位數(shù)據(jù) 71 71 INCDPTRINCDPTRMOVXA，DPTR；讀低4位數(shù) 據(jù) ANLA，OFH；屏蔽高4位隨機(jī)數(shù) INCR0MOVR0，A；存低4位數(shù)據(jù) END 此程序是按查詢法來(lái)進(jìn)行編程的。若要提高CPU的利用 率，則可改成用中斷的方法。接線上，只需將圖中的STS端

35、 接8031的外中斷端即可。 7272 以上我們用3個(gè)典型例子說(shuō)明了不同AD轉(zhuǎn)換芯片與不 同CPU的連接和應(yīng)用方法。一般來(lái)說(shuō)，接口芯片的應(yīng)用都是 采用“弄清管腳功能，適當(dāng)連線和編制相應(yīng)軟件”的方法進(jìn) 行的。 7373 模擬量輸出通道是在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)控制輸出的 主要手段，其任務(wù)是把計(jì)算機(jī)(單片機(jī))輸出的數(shù)字形式的控 制信號(hào)變成模擬的電壓、電流信號(hào)，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的執(zhí)行部件， 從而完成計(jì)算機(jī)的控制目標(biāo)。顯然，模擬輸出通道的關(guān)鍵部 分是DA轉(zhuǎn)換器(DAC)，也就是本節(jié)我們討論的主要內(nèi)容 。 4.2 模擬量輸出通道模擬量輸出通道 7474 DAC(DigitalAnalogConverter)的基本

36、任務(wù)是根據(jù)輸入的 數(shù)字信號(hào)，輸出相應(yīng)的、不同大小的模擬信號(hào)。例如有一個(gè) 4位DAC(即輸入的數(shù)字信號(hào)共有4位)，輸出在07.5V之間。 當(dāng)輸入是0000時(shí)，輸出為0V；當(dāng)輸入是0001時(shí)，輸出為 0.5V；當(dāng)輸入是0010時(shí)，輸出為1V以此類推，當(dāng)輸入 是1111時(shí)，輸出為7.5V。 7575 4.2.1 DAC的工作原理的工作原理 1權(quán)電阻求和網(wǎng)絡(luò)權(quán)電阻求和網(wǎng)絡(luò)DAC 權(quán)電阻求和網(wǎng)絡(luò)DAC的結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單，也是易于理解 的一種電路。 圖4-21是一個(gè)4位權(quán)電阻求和網(wǎng)絡(luò)DAC的示意圖，它包 括電阻網(wǎng)絡(luò)、電子開(kāi)關(guān)、基準(zhǔn)電源和運(yùn)算放大器。S3、S2、 S1、S0是4個(gè)電子開(kāi)關(guān)，它們分別受到數(shù)據(jù)D3、

37、D2、D1、D0 的控制，例如數(shù)據(jù)是1011，則S2斷開(kāi)，其他開(kāi)關(guān)閉合。由于 各個(gè)開(kāi)關(guān)所接的電阻阻值不同，因此對(duì)輸出電壓的貢獻(xiàn)也是 不一樣的，可以寫出： 7676 如果選取RfR，則 7777 雖然權(quán)電阻求和網(wǎng)絡(luò)DAC的結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，但是實(shí)際上 很少使用這種電路，原因是它要求電阻的阻值很大，且阻值 精度必須非常高。例如一個(gè)12位的DAC，如果阻值最大的 電阻是10k，其阻值精度至少要達(dá)到2以內(nèi)，這是很難做 到的。所以實(shí)際的電路一般是下面介紹的類型。 7878 圖4-21 權(quán)電阻求和網(wǎng)絡(luò)DAC 7979 2梯形網(wǎng)絡(luò)梯形網(wǎng)絡(luò)DAC 由于權(quán)電阻求和網(wǎng)絡(luò)DAC的固有缺陷，因此很少實(shí)際 應(yīng)用，實(shí)際應(yīng)用的基

38、本上是梯形網(wǎng)絡(luò)DAC和倒梯形網(wǎng)絡(luò) DAC，它們都只使用阻值為R和2R的兩種電阻，這樣就不需 要對(duì)電阻提出高精度的要求了。 如圖4-22所示是梯形網(wǎng)絡(luò)的DAC示意圖，這種DAC也包 括電阻網(wǎng)絡(luò)、電子開(kāi)關(guān)、基準(zhǔn)電源和運(yùn)算放大器，但是它的 電阻網(wǎng)絡(luò)與權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)是不同的。 8080 圖4-22 梯形電阻網(wǎng)絡(luò)DAC 81 81 它的工作原理如下：在電阻網(wǎng)絡(luò)中，有A、B、C等若干 個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)向左、向下、向右的等效電阻都是2R。 假如當(dāng)前電子開(kāi)關(guān)S0接基準(zhǔn)電源Es，S1、S2、S3接地，由于 A點(diǎn)左、右兩邊的等效電阻相當(dāng)于并聯(lián)，因此流過(guò)A節(jié)點(diǎn)下 面電阻的電流必然是Es(3R)，而流過(guò)AB兩端電阻的電流

39、就 一定是Es(6R)，該電流在B節(jié)點(diǎn)再次被分流，流過(guò)BC兩端 電阻的電流就一定是Es(12R)。顯然，每通過(guò)一個(gè)節(jié)點(diǎn)的 電流就只有原來(lái)的1/2，最終流過(guò)Rf的電流是(Es3R)16， 輸出Uout變成(EsRf3R)16。 8282 若S1接基準(zhǔn)電源Es，S0、S2、S3接地，由于分流的環(huán)節(jié)少了 一個(gè)，因此輸出Uout變成(EsRf3R)8。若S2、S3分別 單獨(dú)接基準(zhǔn)電源Es，也可以分別求出輸出是(EsRf3R) 4和(EsRf3R)2。當(dāng)電子開(kāi)關(guān)有多個(gè)接基準(zhǔn)電源 Es時(shí)，按照疊加定理，其輸出應(yīng)是上述電壓值的和，從而可 以很好地實(shí)現(xiàn)DA轉(zhuǎn)換。 8383 圖4-23 倒梯形電阻網(wǎng)絡(luò)DAC 8

40、484 3倒梯形網(wǎng)絡(luò)倒梯形網(wǎng)絡(luò)DAC 如圖4-23所示是一個(gè)倒梯形的DAC示意圖，它的原理與 梯形DAC有類似的地方，也是利用等效電路與分流作用實(shí) 現(xiàn)DA變換的。具體地說(shuō)：每個(gè)節(jié)點(diǎn)向下、向左、向右的 等效電阻都是2R，如果S3接到運(yùn)放的輸入端，其他開(kāi)關(guān)都接 地，則流過(guò)Rf的電流是Es(2R)；如果S2接到運(yùn)放的輸入 端，其他開(kāi)關(guān)都接地，由于該路電流經(jīng)過(guò)一次分流，因此流 過(guò)Rf的電流是Es(4R)。另外，若S1單獨(dú)接運(yùn)放輸入端或 S0單獨(dú)接運(yùn)放輸入端，則可以算出流過(guò)Rf的電流分別是Es (8R)和Es(16R)。按照疊加定理，還可以算出多個(gè)開(kāi)關(guān)接運(yùn) 放輸入端時(shí)流過(guò)Rf的電流，以及最終輸出的電壓。

41、 8585 之所以稱這種電路是“倒梯形”，是對(duì)比梯形電阻網(wǎng)絡(luò) 的電路圖而講的，它把基準(zhǔn)電源Es和運(yùn)放的位置進(jìn)行了調(diào)換 。 8686 4.2.2 多路模擬量輸出通道的結(jié)構(gòu)形式多路模擬量輸出通道的結(jié)構(gòu)形式 根據(jù)輸出保持器的形式，多路模擬量輸出通道分為數(shù)字 保持器和模擬保持器兩種。所謂保持，即在新的控制信號(hào)到 來(lái)之前，使本次控制信號(hào)維持不變。 1數(shù)字保持器數(shù)字保持器 如圖4-24所示，每一通道都有一個(gè)DA轉(zhuǎn)換器，數(shù)字 量保持在寄存器中(有的DA轉(zhuǎn)換器內(nèi)部也具有雙緩沖寄存 器機(jī)構(gòu))。這種結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換速度快，工作可靠，即使一路DA 轉(zhuǎn)換器有故障，也不會(huì)影響其他通路的工作；缺點(diǎn)是使用的 DA轉(zhuǎn)換器較多。 87

42、87 但隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，這個(gè)缺點(diǎn)正逐步得到克 服。圖4-24所示的結(jié)構(gòu)在高速低噪聲傳輸時(shí)，從微型機(jī)到各 路REG的輸入線要用雙絞線對(duì)，且數(shù)量隨位數(shù)的增加而增加 。因此，為減少連線數(shù)量，可采用圖4-25所示的數(shù)字量串行 輸出的通道結(jié)構(gòu)。圖中，SFR是移位寄存器。 8888 圖4-24 并行輸出的數(shù)字保持器 8989 圖4-25 串行輸出的數(shù)字保持器 9090 2模擬保持器模擬保持器 如圖4-26所示，這種結(jié)構(gòu)共用一個(gè)DA轉(zhuǎn)換器，計(jì)算 機(jī)必須分時(shí)地將各路數(shù)字量輸出到DA轉(zhuǎn)換器中，并且控 制多路開(kāi)關(guān)將模擬量送到某一路采樣保持器上保持。為了使 保持器電壓不致下降太多，最好不斷刷新。這種結(jié)

43、構(gòu)由于分 時(shí)工作，因此僅適用于通道數(shù)量多但速度不高的場(chǎng)合，另外 其可靠性也較差。 91 91 圖4-26 模擬保持器輸出通道 9292 4.2.3 DA輸出方式 1輸出電流轉(zhuǎn)換為電壓輸出電流轉(zhuǎn)換為電壓 大多數(shù)DA轉(zhuǎn)換器的輸出信號(hào)為電流，所以要外接帶 反饋電阻的運(yùn)算放大器才能獲得單極性電壓信號(hào)(盡管有的D A轉(zhuǎn)換器，如0832內(nèi)已帶有一個(gè)反饋電阻Rf，但一般仍需 外接反饋電阻以便調(diào)節(jié)輸出電壓的大小)。如圖4-27所示， 其輸出電壓為 UoutIoutRf 9393 圖4-27 DA轉(zhuǎn)換器的單極性電壓輸出 9494 2雙極性模擬電壓輸出雙極性模擬電壓輸出 有時(shí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)要求輸入雙極性模擬信號(hào)，此時(shí)可

44、用圖4- 28所示的電路來(lái)獲得雙極性模擬電壓輸出。 9595 圖4-28 DA轉(zhuǎn)換器的雙極性輸出 9696 圖中，out1端的模擬電壓為0UREF，通過(guò)電阻R對(duì)求和 點(diǎn)提供0UREF/R的電流。UREF通過(guò)2R向點(diǎn)提供UREF (2R)的電流。Uout輸出電壓為UREFUREF。當(dāng)DA 轉(zhuǎn)換器的輸入數(shù)據(jù)為00H、80H、FFH時(shí)，D/A轉(zhuǎn)換關(guān)系如表 4-2所示。 9797 表4-2 D/A轉(zhuǎn)換器的雙極性輸出對(duì)應(yīng)關(guān)系 9898 4.2.4 失電保護(hù)和手動(dòng)自動(dòng)無(wú)擾動(dòng)切換失電保護(hù)和手動(dòng)自動(dòng)無(wú)擾動(dòng)切換 1失電保護(hù)失電保護(hù) 所謂失電保護(hù)，是指當(dāng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)失電時(shí)，模擬量輸出 部分的后備電源自動(dòng)切入，達(dá)到保

45、持輸出值而使控制量保持 不變的目的。 9999 2手動(dòng)自動(dòng)無(wú)擾動(dòng)切換手動(dòng)自動(dòng)無(wú)擾動(dòng)切換 所謂手動(dòng)自動(dòng)無(wú)擾動(dòng)切換，是指系統(tǒng)在手動(dòng)方式和自 動(dòng)方式的相互切換過(guò)程中對(duì)系統(tǒng)的工況不產(chǎn)生擾動(dòng)。 為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)到手動(dòng)的切換，應(yīng)配備手操電源及開(kāi)關(guān)。 轉(zhuǎn)換前要用手動(dòng)或自動(dòng)方法，使手操電源的輸出電壓(或電 流)和當(dāng)時(shí)的控制電壓(或電流)相等，然后將開(kāi)關(guān)切換到手動(dòng) 方式。 為了實(shí)現(xiàn)手動(dòng)到自動(dòng)的切換，應(yīng)將手動(dòng)輸出電壓作為一 個(gè)采樣點(diǎn)定時(shí)采樣，采樣值存放在一個(gè)固定單元中。進(jìn)入自 動(dòng)后，將該值作為控制量的初始值，就可達(dá)到無(wú)擾動(dòng)切換的 目的。 100100 4.2.5 DAC的主要技術(shù)指標(biāo)的主要技術(shù)指標(biāo) DAC(Digit

46、alAnalogConverter)的性能指標(biāo)是選用DAC芯 片型號(hào)的依據(jù)，也是衡量芯片質(zhì)量的重要參數(shù)。 1分辨率分辨率 分辨率是指DA轉(zhuǎn)換器能分辨的最小輸出模擬增量， 它是對(duì)輸入變化敏感程度的描述，取決于輸入數(shù)字量的二進(jìn) 制位數(shù)。如果數(shù)字量的位數(shù)是n，則DA轉(zhuǎn)換器的分辨率為 2n。因此，數(shù)字量位數(shù)越多，分辨率也就越高，即轉(zhuǎn)換器 對(duì)輸入量變化的敏感度也就越高。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，應(yīng)根據(jù)分辨 率的要求來(lái)選定轉(zhuǎn)換器的位數(shù)。 101101 2轉(zhuǎn)換精度轉(zhuǎn)換精度 轉(zhuǎn)換精度是指轉(zhuǎn)換后所得的實(shí)際值和理論值的接近程度 。它和分辨率是兩個(gè)不同的概念。例如，滿量程時(shí)的理論輸 出值為10 V，實(shí)際輸出值是在9.9910.01 V之間，其轉(zhuǎn)換精 度為10 mV。分辨率很高的DA轉(zhuǎn)換器并不一定具有很 高的精度。 102102 3偏移量誤差偏移量誤差 偏移量誤差是指輸入數(shù)字量時(shí)，輸出模擬量對(duì)于零的偏 移值。此誤差可通過(guò)DAC的外接UREF和電位計(jì)加以調(diào)整。 103103 4建立時(shí)間建立時(shí)間 建立時(shí)間是描述DA轉(zhuǎn)換速度快慢的一個(gè)參數(shù)，是指 輸入數(shù)