【大学课件】计算机与仪器分析

1、第二章第二章 计算机与仪器分析计算机与仪器分析 一、数一、数- -模转换模转换(DAC)(DAC)与计算与计算 机控制技术机控制技术 analog-digital converter analog-digital converter (ADC) and technology of (ADC) and technology of computer controlcomputer control 二、数据采集技术与模二、数据采集技术与模- -数数 转换器转换器ADCADC data collect and digital data collect and digital - analog conv

2、erter and- analog converter and 第二节第二节 计算机控制与计算机控制与 数据采集数据采集 computer and instrument analysis computer control and data collection * 一、一、计算机控制与数计算机控制与数-模转换器模转换器 ( DAC) computer control and digital-analog converter (DAC) 计算机：数字符号；计算机：数字符号； 分析仪器：模拟信号分析仪器：模拟信号(电压或电流电压或电流) Digital-Analog Converter DAC 作

3、用：将数字信号转变成模拟量。实现计算机控制。作用：将数字信号转变成模拟量。实现计算机控制。 计算机计算机DAC分析仪器分析仪器 * DAC原理图原理图 * DAC原理原理 在一个二进制数字的每一位上对应产生一个与它的数字 及权重成正比的电流，并将每一个逻辑为1的数位的电流相 加，成为相应的电流模拟量或电压模拟量。 每一个电阻值与“权对应，权值越大，电阻越小。二 进制数的每一位控制一个开关。1开；0关。 * 表表 10 10位二进制数码经位二进制数码经DACDAC转换对应的电压值转换对应的电压值 * 二、数据采集与模二、数据采集与模/数转换器数转换器(ADC) data collect and

4、analog - digital converter (ADC) 作用：作用：将连续的模拟量形式的数据转变成非连续的二进将连续的模拟量形式的数据转变成非连续的二进 制形式数据。实现计算机数据采集。制形式数据。实现计算机数据采集。DAC 的逆过程。的逆过程。 种类：种类： 积分式：高精度，低速度积分式：高精度，低速度 跟踪式：高速，跟踪式：高速， 易受噪声易受噪声 影响影响 多比较器式：最高速，多比较器式：最高速， 高分辨高分辨 逐次逼近式：高速，逐次逼近式：高速， 高分辨高分辨 * ADC原理原理 设定一数据值，送入 DAC，产生Vb ，与Vi比较， C 满足要求时，输出一个二进制数字。类似于

5、天平称量加砝码， 但由大到小。 多比较器式右图 10位，需1023个的转换器， 每个比较器对应一个逻辑输出。 * 有关问题有关问题 1 采样保持电路采样保持电路 转换需一定时间，在转转换需一定时间，在转 换时，保持输入量。换时，保持输入量。 2 干扰及其抑制干扰及其抑制 干扰源：电器，电机等干扰源：电器，电机等 通过阻抗耦合、电场耦通过阻抗耦合、电场耦 合、磁场耦合等途径进入数合、磁场耦合等途径进入数 据采集系统。据采集系统。 如右图所示如右图所示 加屏蔽线，正确接地，加屏蔽线，正确接地， 屏蔽线应接现场地。屏蔽线应接现场地。 * Nyquist采样规那么采样规那么 计算机处理的任何变量都只能

6、是分立取值，数组；如果计算机处理的任何变量都只能是分立取值，数组；如果 要无限精确描述一个连续量要无限精确描述一个连续量-采样间隔为零；受采样速度，采样间隔为零；受采样速度， 存储空间限制，实际不可能也不必要。存储空间限制，实际不可能也不必要。 如何确定采样频率：保证信号不失真？如何确定采样频率：保证信号不失真？ 采样频率：采样频率：以最高频率的以最高频率的2倍速度采样。倍速度采样。 * 内容选择：内容选择： 第一节第一节 计算机与仪器分析计算机与仪器分析 computer and instrument analysis 第二节第二节 数据采集与计算机控制数据采集与计算机控制 computer control and data collection 第三节第三节 信息处理与数据挖掘技术信息处理与数据挖掘技术 information process and technology of date excavate 第四节