计算机控制课件-过程通道与接口设计

2.2过程通道与接口设计放大器/程控放大器单元：任务:将待测信号的上限放大到A/D的输入上限附近(不要超过A/D

输入信号的上限,否则A/D转化溢出);MUX输入信号量程不统一:MUX后续放大器应为程控放大器;如图2.2-18所示2.2.2.1模拟量测量通道的各组成单元2.2过程通道与接口设计放大器/程控放大器单元：程控放大器的设计：选用程控放大器件、用OP放大器设计；如图2.2-18-1所示2.2.2.1模拟量测量通道的各组成单元2.2过程通道与接口设计放大器/程控放大器单元：MUX输入信号的量程一致:MUX后续放大器可采用OP放大器;如图2.2-19所示2.2.2.1模拟量测量通道的各组成单元2.2过程通道与接口设计放大器/程控放大器单元：MUX输出信号为差动式:后续放大器应选择差动式仪用放大器;为消除MUX模拟开关RON的影响:后续放大器应为“高阻”放大器;如图2.2-20所示2.2.2.1模拟量测量通道的各组成单元2.2过程通道与接口设计采样保持器：任务:将输入信号F(t)在采样时刻采集并保持——F(KT)，以保障

A/D转换任务的稳定执行；器件：采样保持器，其间原理如图2.2-21所示；(目前A/D器件、MCU中的A/D转换环节已将采样保持器内置)；2.2.2.1模拟量测量通道的各组成单元2.2过程通道与接口设计采样保持器：任务:将输入信号F(t)在采样时刻采集并保持——F(KT)，以保障

A/D转换任务的稳定执行；器件：采样保持器，其间原理如图2.2-21所示；(目前A/D器件、MCU中的A/D转换环节已将采样保持器内置)；2.2.2.1模拟量测量通道的各组成单元2.2过程通道与接口设计

2.2.2.1模拟量测量通道的各组成单元2.2过程通道与接口设计

2.2.2.1模拟量测量通道的各组成单元2.2过程通道与接口设计A/D转换器原理：4位D/A转换器原理，如图2.2-22所示:2.2.2.1模拟量测量通道的各组成单元2.2过程通道与接口设计A/D转换器原理：8位“计数比较式A/D”原理，如图2.2-23所示:2.2.2.1模拟量测量通道的各组成单元2.2过程通道与接口设计A/D转换器原理：8位逐次逼近式A/D原理、如图2.2-24所示:2.2.2.1模拟量测量通道的各组成单元2.2过程通道与接口设计A/D转换器原理：双积分式A/D原理，如图2.2-25所示:2.2.2.1模拟量测量通道的各组成单元2.2过程通道与接口设计采样测量控制逻辑单元：任务：协同软件实现MCU对模拟量输入通道的数据采集任务；具

体包括——多路开关的切换控制、程控放大器的放大增益

控制、采样控制（外置采样保持器）、外置A/D的启动等。2.2.2.1模拟量测量通道的各组成单元2.2.2.2模拟量测量通道的信号隔离方法模拟信号测量通道的隔离——输入输出两端信号成线性比例变化

关系、没有电气连接；2.2过程通道与接口设计在模拟信号端隔离：隔离元件：隔离放大器、线性光耦；如图2.2-26所示；2.2.2.2模拟量测量通道的信号隔离方法2.2过程通道与接口设计在模拟信号端隔离：隔离元件：隔离放大器、线性光耦；如图2.2-26所示；2.2.2.2模拟量测量通道的信号隔离方法2.2过程通道与接口设计在模拟信号端隔离：隔离系统框图如图2.2-27所示；2.2.2.2模拟量测量通道的信号隔离方法2.2过程通道与接口设计在数字信号端隔离：隔离元件：数字光耦（高速光耦）；并行输出A/D的隔离方式如图2.2-28所示；2.2.2.2模拟量测量通道的信号隔离方法2.2过程通道与接口设计在数字信号端隔离：串行输出A/D的隔离方式如图2.2-29所示；2.2.2.2模拟量测量通道的信号隔离方法2.2过程通道与接口设计标准4-20MA变送器信号的多路采集；如图2.2-30所示；2.2.2.3多路模拟量测量通道的设计2.2过程通道与接口设计多路热电偶信号的数据采集，如图2.2-31所示；2.2过程通道与接口设计多路热电阻信号的数据采集，如图2.2-32所示;2.2过程通道与接口设计模拟保持——用S/H（采样保持器）保持输出；数字保持——用D/A锁存器保持输出。2.2.3.1模拟量输出信号的输出保持2.2.3模拟量输出通道设计2.2过程通道与接口设计1．模拟保持式多路模拟量输出。如图2.2-33所示：2.2.3.2多路模拟量输出图2.2-332.2过程通道与接口设计2．数字保持式多路模拟量输出。如图2.2-34所示：2.2.3.2多路模拟量输出图2.2-342.2过程通道与接口设计1．在数字信号端隔离。如图2.2-35所示：2.2.3.3模拟量输出通道的信号隔离图2.2-352.2过程通道与接口设计2．在模拟信号端隔离。如图2.2-36所示：2.2.3.3模拟量输出通道的信号隔离图2.2-362.2过程通道与接口设计如图2.2-37所示：2.2.3.4模拟量输出通道的V/I转换图2.2-372.2过程通道与接口设计如图2.2-38所示：2.2.3.4模拟量输出通道的V/I转换2.2过程通道与接口设计目的：提高系统的可靠性。2.2.3.5模拟