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计算机模拟量的采样与处理

2014-11-5 10:22| 编辑:电工学习网| 查看: 7440| 评论: 0

模拟量输入通道可完成模拟量的采集并将它转换成数字量送入计算机的任务。依据被控参量和控制要求的不同,模拟量输入通道的结构形式不完全相同。目前普遍采用的是公用运算放大器和A/D转换器的结构形式,其组成方框图如图1所示。
图1 模拟量输入通道的组成方框图
1.信号处理装置
信号处理装置一般包括敏感元件、传感器、滤波电路、线性化处理及电参量间的转换电路等。
2.采样单元
采样单元也称为多路转换器或多路切换开关,它的作用是把多个已变换成统一电压信号(0~40mV)的测量信号按序或随机地接到采样保持器或直接接到数据放大器上。
3.计算机采样与量化
模拟信号的计算机数据采集过程需要解决用离散数据表示连续信号的精度问题。
模拟信号转换为数字信号的过程。
1)采样过程
如图2所示。
(2)量化过程
量化过程(简称量化)就是用一组数码(如二进制码)来逼近离散模拟信号的幅值,将其转换成数字信号的过程,如图3所示。
图2 采样过程
(a)模拟信号;(b)离散模拟信号
图3 量化过程
(a)离散模拟信号;(b)数字信号
量化单位q是指量化后二进制数的最低位所对应的模拟量的值。设fmax和fmin分别为转换信号的最大值和最小值,i为转换后二进制数的位数,则量化单位为
例如,模拟信号fmax=16V、fmin=0,取i=4,则q=1V,量化误差最大值emax=±0.5V。

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