文档介绍：第六章模拟量板卡及其应用
A/D D/A应用基础
一、 A/D D/A子系统的组成
模拟量输入/输出是工业测控系统的重要组成部分,也是微型机与控制对象之间的一种非常重要的接口方式。
V/I变换功率放大隔离
滤波
保护
隔离
线性化补偿
放大
图6-1 典型工业测控系统
应强调信号调理的特殊地位,信号调理部分的成本几乎占整个系统硬件成本的40%左右!
二、 A/D模板的主要指标
①输入信号量程:0~5V,0~10V,±,±5V,±10V,4mA~20mA,即所能转换的电压(电流)范围。
②分辨率:对输入电压微小变化响应能力的度量。
有8、10、12、16位之分,分辨率越高,转换时对输入模拟信号变化的反应就越灵敏。
8位分辨率表示可对满量程的1/256的增量作出反应。
以5V为例:,输出数字量变化一个最低有效位。
12位分辨率表示可对满量程的1/4096的增量作出反应。
以5V为例:,输出数字量变化一个最低有效位
③精度:指转换的结果相对于实际值的接近程度。
精度是指准确度,而分辨率是指灵敏度。
这是两个指标概念,例如分辨率即使很高,但由于温度漂移、线性不良等原因使得精度并不相应很高。
④转换时间和转换速率:转换时间定义为A/D转换器完成一次完整的测量所需的时间。即:从启动A/D转换器开始转换到输出端输出相应的数字量所需的时间。不同的A/D芯片有不同的转换时间:毫秒、微秒甚至纳秒。转换速率为转换时间的倒数,如30000采样点/秒,50000采样点/秒,甚至最高达20~200M采样点/秒。
⑤输入信号类型:电压或电流环;单端输入或差分输入。
⑥输入通道数:有8路或16路单端/差分通道,与扩充端子板连接后可扩充至128路输入。
⑦可编程增益:1~1000增益系数编程选择。
⑧支持软件:性能良好的模板还应支持多种应用软件和带有多种语言的接口及驱动程序。
⑨智能化板卡:为提高数据传输速率,有的产品,如CONTEC公司的ADC 100板卡,上面带有DMA(直接内存存取方式)功能。有的板卡上带有CPU,以提高采集、处理和传输速度。
了解以上指标后对选购合适的A/D模板大有裨益
三、A/D的输入/输出
单极性:0~+5V,0~+10V,0~+20V
双极性:±5V,±10V
(以12位A/D为例)
①单极性0~5V
输入电压
转换数据
Hex
D11
D10
D9
D8
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
5-
1LSB
V
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
FFF
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
FFE
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
800
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
001
0V
0V
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
000
直接二进制 1LSB= LSB:Least Significant Bit
四、A/D板卡的一般组成
五、六、七有关D/A简介略
A/D D/A板卡
很多情况下,数/模和模/数转换功能是通过一块板卡来实现的。
一、ZR–16AD–2DA板卡
基地址开关
触发器
图6-4 ZR–16AD–2DA模板框图
(一)使用说明:
1、注意事项:本接口板为PC总线AD/DA模板,其数据采集和过程控制适合一般的现场测试和实验需要,其单通道A/D转换为25K/s~40K/s(典型值30K/s)。
:
a)在程序中安排采样程序来启动采样;
b)由外触发信号(图6-4中的Q)启动进行采样。
:
①本板使用连续的4个外设口地址,由于各种外设所用口地址不同,为防止发生冲突,本板I/O口地址区可通过8位微型开关K3设置在0~3FF之间的任意空间。其设置方法如下:
各图(开关凸起置ON时,对应地址表示0;反之为1,即凸起时左0右1)。
基地址 3FCH
基地址 100H
基地址 31CH
1
1
0
0
0
1
1
1
0
1
000000
1
1
1
1
1
1
1
1
图6-5 ZR–16AD–2DA模板口地址设置
②本板D/A输出方式的选择:3位微型开关K1、K2(从右到