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1、现代检测系统现代检测系统第1页，本讲稿共13页被测对象 传感器信号调理多路模拟开关取样保持检测系统功率放大激励装置低通滤波A/D显示RAMCPUROM键盘计算机总线D/A计算机检测系统基本组成框图计算机检测系统基本组成框图第2页，本讲稿共13页传感器选择传感器选择基本参数指标基本参数指标环境参数指标环境参数指标可靠性可靠性指标指标其他指标其他指标量程指标量程指标：量程范围、过载能力等灵敏度指标灵敏度指标：灵敏度、分辨力、满量程输出等精度有关指标：精度有关指标：精度、误差、线性、滞后、重复性、灵敏度误差、稳定性 动态性能指标动态性能指标：固定频率、阻尼比、时间常数、频率响应范围、频率特性、临界频
2、率、临界速度、稳定时间等 温度指标温度指标：工作温度范围、温度误差、温度漂移、温度系数、热滞后等 抗冲振指标：抗冲振指标：允许各向抗冲振的频率、振幅及加速度、冲振所引入的误差 其他环境参数其他环境参数：抗潮湿、抗介质腐蚀等能力、抗电磁场干扰能力等工作寿命、平均无故障时间、保险期、疲劳性能、绝缘电阻、耐压及抗飞弧等使用有关指标：使用有关指标：供电方式（直流、交流、频率及波形等）、功率、各项分布参数值、电压范围与稳定度等外形尺寸、重量、壳体材质、结构特点等安装方式、馈线电缆等第3页，本讲稿共13页多路模拟开关多路模拟开关主要技术指标主要技术指标导通电阻：导通电阻：200 关断漏电流：关断漏电流：n
3、ApA开关时间：数百开关时间：数百ns 译 码 器A0S0A2OUTS2S1S3S5S4S7S6第4页，本讲稿共13页A/DA/D转换器转换器逐次逼近式、双积分式、逐次逼近式、双积分式、V/FV/F变换式、并行式、串行变换式、并行式、串行式、过采样式、过采样 -型型型型 x(nt)x(t)tq000001010011x(n)nA/D转换过程转换过程0ts(t)取样量化编码取样信号s(t)模拟信号x(t)xs(t)x(nt)x(n)000t第5页，本讲稿共13页逐次逼近式逐次逼近式逐次逼近式逐次逼近式ADC特点：中速、中精度的反馈型特点：中速、中精度的反馈型第6页，本讲稿共13页双积分式双积分式
4、控制逻辑积分器比较器计数器时钟数字量输出斜率固定ABTT1T2积分输出0tRCViVrS第7页，本讲稿共13页过采样过采样过采样过采样 -型型型型：以很低的采样分辨率和很高的采样速率将模拟：以很低的采样分辨率和很高的采样速率将模拟：以很低的采样分辨率和很高的采样速率将模拟：以很低的采样分辨率和很高的采样速率将模拟信号数字化信号数字化信号数字化信号数字化,通过使用过采样、噪声整形和数字滤波等方法增通过使用过采样、噪声整形和数字滤波等方法增通过使用过采样、噪声整形和数字滤波等方法增通过使用过采样、噪声整形和数字滤波等方法增加有效分辨率加有效分辨率加有效分辨率加有效分辨率,然后对然后对然后对然后对A
5、DCADC输出进行采样抽取处理以降低有效输出进行采样抽取处理以降低有效输出进行采样抽取处理以降低有效输出进行采样抽取处理以降低有效采样速率。采样速率。采样速率。采样速率。过采样是指以远远高于奈奎斯特过采样是指以远远高于奈奎斯特过采样是指以远远高于奈奎斯特过采样是指以远远高于奈奎斯特(Nyquist)(Nyquist)采样频率的频率对模采样频率的频率对模采样频率的频率对模采样频率的频率对模拟信号进行采样。拟信号进行采样。拟信号进行采样。拟信号进行采样。V/FV/F变换式变换式变换式变换式：由：由：由：由V/FV/F转换器和计数器构成。其特点：与积转换器和计数器构成。其特点：与积转换器和计数器构成
6、。其特点：与积转换器和计数器构成。其特点：与积分式分式分式分式ADCADC一样，对工频干扰有一定的抑制能力；分辨率一样，对工频干扰有一定的抑制能力；分辨率一样，对工频干扰有一定的抑制能力；分辨率一样，对工频干扰有一定的抑制能力；分辨率较高；特别适合现场与系统距离较远的应用场合；易于较高；特别适合现场与系统距离较远的应用场合；易于较高；特别适合现场与系统距离较远的应用场合；易于较高；特别适合现场与系统距离较远的应用场合；易于实现光电隔离。实现光电隔离。实现光电隔离。实现光电隔离。并行式并行式并行式并行式：是一种非反馈型的高速：是一种非反馈型的高速：是一种非反馈型的高速：是一种非反馈型的高速ADC
7、ADC，采样速度可达，采样速度可达，采样速度可达，采样速度可达1G1G次次次次/秒，也称秒，也称秒，也称秒，也称“闪烁式闪烁式闪烁式闪烁式”ADC ADC。串行式串行式串行式串行式：将转换结果以串行方式逐位输出。：将转换结果以串行方式逐位输出。：将转换结果以串行方式逐位输出。：将转换结果以串行方式逐位输出。第8页，本讲稿共13页D/AD/A转换器转换器+RRRcba2R2R2R2RS0Sn-3Sn-2Sn-1an-3an-2an-1a0URAU0RF2R第9页，本讲稿共13页取样保持电路取样保持电路在对模拟信号进行在对模拟信号进行A/D变换时，从启动变换到变换结束，需要变换时，从启动变换到变换
8、结束，需要一定的时间，即一定的时间，即A/D转换器的孔径时间。当输入信号频率较高转换器的孔径时间。当输入信号频率较高时，由于孔径时间的存在，会造成较大的孔径误差。要防止这时，由于孔径时间的存在，会造成较大的孔径误差。要防止这种误差的产生，必须在种误差的产生，必须在A/D转换开始时将信号电平保持不变，转换开始时将信号电平保持不变，而在而在A/D转换结束后又能跟踪输入信号的变化，即输入信转换结束后又能跟踪输入信号的变化，即输入信号处于取样状态。能完成上述功能的器件称为取样保持器，号处于取样状态。能完成上述功能的器件称为取样保持器，取样保持器在保持阶段相当于一个取样保持器在保持阶段相当于一个“模拟信号存储器模拟信号存储器”。在在A/D转换过程中，取样保持对保证转换过程中，取样保持对保证A/D转换的精确度具有转换的精确度具有重要作用。重要作用。第10页，本讲稿共13页取样 保持x(t)S(t)tt取样控制信号输出输入第11页，本讲稿共13页+SC输入控制信号输出(a)取样保持电路实际保持电压延时引入误差应保持电压获得时间保持取样(b)取样保持工作状态第12页，本讲稿共13页The End第13页，本讲稿共13页