D-A转换器和A-D转换器

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DCS题库附答案

DCS题库附答案

一、填空1. 数字量信号包括 DI 和 DO ;模拟量信号包括 AI和 AO 信号。

2. 操作站的基本功能包括显示、操作、报警、系统组态、系统维护、报告生成。

3. 现场控制站的基本功能包括反馈控制、逻辑控制、顺序控制、批量控制、数据采集与处理和数据通信。

4. 常用的通信介质主要有双绞线、同轴电缆和光纤。

5. 集散控制系统又称为分散控制系统英文简称 DCS ,现场总线控制系统简称为 FCS 。

6.趋势画面包括实时趋势和历史趋势两类。

7.DCS发展是以4C技术为基础,4C指,计算机技术、通信技术、图形显示技术、控制技术。

8.过程检测和控制流程图用文字符号中,TRC-210、LIC-101、PT-104分别表示温度记录控制功能、液位指示控制器和压力变送器功能。

9.在DCS中,控制算法的编程是在工程师站上完成的,工作人员对现场设备的监视是在操作员站上完成的。

DCS的数据库在服务器中。

10.集散控制系统的组态包括硬件组态和软件组态。

11. 列举你知道的DCS系统有横河CS3000 、霍尼韦尔、等。

12. 集散控制系统是以微处理器为基础的集中分散型控制系统。

集散控制系统的主要特点是集中管理和分散控制。

13.接地按其作用可分为保护性接地和功能性接地两大类。

14.集散型控制系统的回路控制功能由现场控制站完成。

15、集散型控制系统采用危险分散、控制分散,而操作和管理集中的基本设计思想,形成“分散控制、集中管理”的结构形式,适应现代化的生产和管理要求。

16、集散型控制系统中PCU指过程控制单元, OS指操作员站,ES指工程师站。

17、集散控制系统的安全性包含三方面的内容:功能安全、人身安全、信息安全。

18、集散控制系统是计算机技术、控制技术、和显示技术、通信技术相结合的产物。

19、集散控制系统的性能评估指标有可靠性、易操作性、可组态性、可扩展性、开放性和经济性等。

20. DCS的软件构成包括控制层软件,组态软件,监控软件。

8098单片机资料介绍

8098单片机资料介绍

8098单片机资料介绍MSC-96单片机是当今世界上具有最高性能的单片微型计算机系列产品之一,而8098单片机又是该系列中面向控制应用领域性能价格比最高的。

1、十六位中央处理器(CPU)该CPU在结构上的最大特点:抛弃习惯的累加器结构,改用寄存器——寄存器结构,其CPU是直接在由寄存器阵列和SFR特殊功能寄存器所构成的256字节寄存器空间内进行操作。

这些寄存器都具有累加器的特殊功能,它们可使CPU对运算前后的数据进行快速交换,同时又提供了高速数据处理能力和频繁的输入/输出能力,消除了一般累加器结构中存在的瓶颈现象。

16位CPU支持位、字节和字操作,在部分指令中还支持32位双字操作,如32位除16位。

2、高效的指令系统8098单片机具有丰富的指令系统,不但运算速度快,而且编程效率高。

与8031(MCS-51)单片机相比,完成同样一个计算任务,8098单片机的速度要高出5到6倍,并且指令字节数还不到8031单片机的一半。

它可以对不带符号和带符号数进行操作,有16位乘法指令,32位除16位除法指令,符号扩展指令,数据规格化指令(有利于浮点计算)等等。

许多指令即可用双操作数,也可用三操作数,使用灵活。

12MHz晶振下,一条指令最短执行时间为1μs,16位×16位乘法运算或32位除16位除法运算6.5μs。

3、十位A/D转换器四通道十位A/D转换器,12MHz晶振下,完成一次A/D转换所需时间只要22μs。

4、PWM脉宽调制输出作为D/A转换器输出,8098单片机可以直接提供一路脉宽调制信号,可以直接驱动某些电机。

PWM 输出信号经过积分就可以获得直流输出。

D/A转换器的分辨率为8位。

脉冲周期64μs(12MHz时)。

5、全双工串行口与MCS-51系列单片机兼容的全双工串行口。

这个串行口同样也有4种操作方式,能方便地用于I/O 扩展、多机通信及与CRT终端等设备进行通信。

6、HSI/O高速输入/输出接口高速输入器可以利用相对于内部定时器T1产生的实时时钟,记下某个外部事件发生的时间,共可记下8个事件;而高速输出器可以按规定的时刻去触发某一事件,任何时刻,都可以悬挂起8个事件。

国家开放大学传感器与检测技术形考1-2答案

国家开放大学传感器与检测技术形考1-2答案

题目1正确获得5.00分中的5.00分未标记标记题目题干量程或测量范围、过载能力等属于()。

a. 环境要求指标b. 输入量的性能指标正确c. 静态特性指标d. 可靠性指标反馈你的回答正确正确答案是:输入量的性能指标题目2正确获得5.00分中的5.00分未标记标记题目题干以下()项可以提高应变片测量电桥的输出电压灵敏度。

a. 不受应变片功率限制提高电桥供电电压b. 不受应变片功率限制降低电桥供电电压c. 在应变片功率范围内提高电桥供电电压正确d. 在应变片功率范围内降低电桥供电电压反馈你的回答正确正确答案是:在应变片功率范围内提高电桥供电电压题目3正确获得5.00分中的5.00分未标记标记题目题干按照传感器()的方式可分为能量转换型、能量控制型等。

a. 能量转换正确b. 工作原理c. 输出信号d. 工作机理反馈你的回答正确正确答案是:能量转换题目4正确获得5.00分中的5.00分未标记标记题目题干按照传感器()的方式可分为应变式传感器、压电式传感器、压阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器、光电式传感器等。

a. 输出信号b. 工作原理正确c. 输出信号d. 工作机理反馈你的回答正确正确答案是:工作原理题目5正确获得5.00分中的5.00分未标记标记题目题干以下()项可以降低应变片测量电桥的非线性误差。

a. 在应变片功率范围内降低电桥供电电压b. 采用全桥接法正确c. 在应变片功率范围内提高电桥供电电压d. 采用半桥单臂接法反馈你的回答正确正确答案是:采用全桥接法题目6正确获得5.00分中的5.00分未标记标记题目题干差动变压器属于()。

a. 电阻式传感器b. 压电式传感器c. 电感式传感器正确d. 电容式传感器反馈你的回答正确正确答案是:电感式传感器题目7正确获得5.00分中的5.00分未标记标记题目题干声控灯中没有传感器装置。

选择一项:对错正确反馈正确的答案是“错”。

题目8正确获得5.00分中的5.00分未标记标记题目题干传感器通常由敏感器件和基本转换电路两部分组成。

AD转换器的技术指标

AD转换器的技术指标

A/D转换器的主要技术指标A/D转换器的主要技术指标有转换精度、转换速度等。

选择A/D转换器时,除考虑这两项技术指标外,还应注意满足其输入电压的范围、输出数字的编码、工作温度范围和电压稳定度等方面的要求。

1. 转换精度单片集成A/D转换器的转换精度是用分辨率和转换误差来描述的。

(1)分辨率A/D转换器的分辨率以输出二进制(或十进制)数的位数来表示。

它说明A/D转换器对输入信号的分辨能力。

从理论上讲,n位输出的A/D 转换器能区分2个不同等级的输入模拟电压,能区分输入电压的最小值为满量程输入的1/2n。

在最大输入电压一定时,输出位数愈多,分辨率愈高。

例如A/D转换器输出为8位二进制数,输入信号最大值为5V,那么这个转换器应能区分出输入信号的最小电压为9.53mV。

(2)转换误差转换误差通常是以输出误差的最大值形式给出。

它表示A/D转换器实际输出的数字量和理论上的输出数字量之间的差别。

常用最低有效位的倍数表示。

例如给出相对误差≤±LSB/2,这就表明实际输出的数字量和理论上应得到的输出数字量之间的误差小于最低位的半个字。

2. 转换时间转换时间是指A/D转换器从转换控制信号到来开始,到输出端得到稳定的数字信号所经过的时间。

A/D转换器的转换时间与转换电路的类型有关。

不同类型的转换器转换速度相差甚远。

其中并行比较A/D转换器的转换速度最高,8位二进制输出的单片集成A/D转换器转换时间可达到50ns以内,逐次比较型A/D转换器次之,它们多数转换时间在10~50s以内,间接A/D转换器的速度最慢,如双积分A/D转换器的转换时间大都在几十毫秒至几百毫秒之间。

在实际应用中,应从系统数据总的位数、精度要求、输入模拟信号的范围以及输入信号极性等方面综合考虑A/D转换器的选用。

3. 例题某信号采集系统要求用一片A/D转换集成芯片在1s(秒)内对16个热电偶的输出电压分时进行A/D转换。

已知热电偶输出电压范围为0~0.025V(对应于0~450oC温度范围),需要分辨的温度为0.1oC,试问应选择多少位的A/D转换器,其转换时间是多少?解:对于0~450oC温度范围,信号电压为0~0.025V,分辨温度为0.1oC,这相当于的分辨率。

D-A转换器的性能指标

D-A转换器的性能指标

D/A转换器的性能指标由电阻网络所构造的D/A转换器是提供电流的器件。

如果要把电流转换为电压还要增加运放电路。

因此,D/A转换器分为电流输出型与电压输出型。

D/A转换器的输出不仅与输入的二进制代码有关,而且运放电路的形式、反馈电阻和参考电压有关,可以分为单极性输出和双极性输出两种。

运放电路的参数还决定了D/A转换器的输出满量程范围。

为了便于与计算机的连接,D/A转换器通常都带有数据锁存器,但也有一些不带数据锁存器,使用时要加以区别。

D/A转换器从输入二进制数据到转换成模拟电压量输出的过程需要经历一定的时间,这就是D/A转换时间。

根据转换时间的大小,可以将D/A转换器分为低速型、中速型和高速型。

高速型D/A转换器的转换时间小于1<?XML:NAMESPACE PREFIX = V /> <?XML:NAMESPACE PREFIX = O /> s,低速型的转换时间大于100 s,居中的则属于中速型。

D/A转换器的性能指标主要有以下几个。

1.分辨率这是D/A转换器最重要的性能指标。

它用来表示D/A转换器输出模拟量的分辨能力,通常用最小非零输出电压与最大的输出电压的比值来表示。

例如,对于10位D/A转换器,其最小非零输出电压为Vref /(210-1),最大输出电压为1×Vref,则分辨为分辨率越高,进行转换时对应数字输入信号最低位的模拟信号模拟量变化就越小,也就越灵敏。

分辨率与D/A转换器的位数有着直接的关系,因此,有时也用有效输入数字信号的位数来表示分辨率。

例如,单片集成D/A转换器AD7541的分辨率为12位,单片集成D/A转换器DAC0832的分辨率为8位等。

2.线性度通常用非线性误差的大小表示D/A转换器的线性度。

并且把理想的输入/输出特性的偏差与满刻度输出之比的百分数,定义为非线性误差。

例如,单片集成D/A转换器AD7541的线性度(非线性误差)为0.02%FSR (Full Scale Range)。

数字电路第十章 AD、DA051025

数字电路第十章 AD、DA051025
D
000 001 010 011 100 101 110 111
转换特性:指输出模拟量和输入数字量之间的转换关系。 转换特性:指输出模拟量和输入数字量之间的转换关系。 理想的D/A转换特性,应是输出模拟量与输入数字量成正比。 D/A转换特性 理想的D/A转换特性,应是输出模拟量与输入数字量成正比。 电压转换比例系数. 即:输出模拟电压 uo=Ku×D ;Ku电压转换比例系数. 电流转换比例系数, 输出模拟电流 io=Ki×D ;Ki电流转换比例系数, 输入二进制数所代表的十进制数。 (D :输入二进制数所代表的十进制数。) 则输出模拟电压为: 如果输入为n位二进制数dn-1dn-2…d1d0,则输出模拟电压为:
§1 D/A转换器(DAC)
一、D/A转换器的基本原理和转换特性 D/A转换器的基本原理和转换特性 基 本 原 理 将输入的每一位二进制代码按其权的大小 每一位二进制代码按其权的大小转换成相 将输入的每一位二进制代码按其权的大小转换成相 应的模拟量,然后将代表各位的模拟量相加, 应的模拟量,然后将代表各位的模拟量相加,所得的 总模拟量就与数字量成正比, 总模拟量就与数字量成正比,这样便实现了从数字量 到模拟量的转换。 到模拟量的转换。
存在多种网 络形式。 络形式。 由晶体管或MOS 由晶体管或 管组成。 管组成。
常见DAC转换方法 常见DAC转换方法 DAC
二进制权电阻网络DAC 二进制权电阻网络 二进制权电流DAC 二进制权电流 T型电阻网络 型电阻网络DAC 型电阻网络 型电阻网络DAC 倒T型电阻网络 型电阻网络
二、二进制权电阻网络DAC 二进制权电阻网络DAC ⒈电路
V REF I0 = 8R
V REF I1 = 4R
V REF I2 = 2R

全国计算机等级考试20套

全国计算机等级考试20套

20套1、实现音频信号数字化最核心的硬件电路是______。

A、A/D转换器B、D/A转换器C、数字编码器D、数字解码器2、在下列设备中,不能作为微机输出设备的是______。

A、鼠标器B、打印机C、显示器D、绘图仪3、能够利用无线移动网络上网的是______。

A、内置无线网卡的笔记本电脑B、部分具有上网功能的手机C、部分具有上网功能的平板电脑D、以上全部4、域名中主机名是______。

A、ABCB、XYZC、COMD、CN5、存储1024个24×24点阵的汉字字形码需要的字节数是______。

A、720BB、72KBC、7000BD、7200B6、英文缩写ROM的中文名译名是______。

A、高速缓冲存储器B、只读存储器C、随机存取存储器D、优盘7、下列各软件中,不是系统软件的是______。

A、操作系统B、语言处理系统C、指挥信息系统D、数据库管理系统8、一个字符的标准ASCII码的长度是______。

A、7 bitsB、8 bitsC、16 bitsD、6 bits9、计算机技术中,下列的英文缩写和中文名字的对照中,正确的是______。

A、CAD--计算机辅助制造B、CAM--计算机辅助教育C、CIMS--计算机集成制造系统D、CAI--计算机辅助设计10、在计算机内部用来传送、存储、加工处理的数据或指令所采用的形式是______。

A、十进制码B、二进制码C、八进制码D、十六进制码11、Windows是计算机系统中的______。

A、主要硬件B、系统软件C、工具软件D、应用软件12、当计算机病毒发作时,主要造成的破坏是______。

A、对磁盘片的物理损坏B、对磁盘驱动器的损坏C、对CPU的损坏D、对存储在硬盘上的程序、数据甚至系统的破坏13、与高级语言相比,汇编语言编写的程序通常______。

A、执行效率更高B、更短C、可读性更好D、移植性更好14、操作系统对磁盘进行读/写操作的物理单位是______。

A-D转换器常见问题

A-D转换器常见问题

A/D 转换器常见问题
A/D 转换器常见问题
1. A/D 转换器的参考电压
A/D 转换器的参考电压值是该A/D 转换器最大转换电压值,参考电压不得大于器件的电源电压。

一般Vref-接模拟地,Vref+接参考电压。

(如用内置参考电压该脚悬空)
2. 转换大于参考电压信号的方法
转换大于参考电压信号的通常方法是将信号衰减,将信号的最大值衰减至A/D 的参考电压值,转换后的数值乘于衰减倍数就等于实际的信号值。

实际运用中还要考虑电路的其它因数,加上一些修正值。

3. 转换负电压的方法
转换负电压通常将信号电压用运算放大器反相,使其变为正电压后再送
A/D 的输入端。

4. 转换正负电压的方法
转换正负电压有多种方法,常用的方法是将信号的正负用运算放大器变换。

数模转换和模数转换

数模转换和模数转换
电流应表示为
Ii 2nU 1 RiR2U n1RR2iDi
运算放大器总的输入电流为
In i 0 1Iin i 0 12 U n 1 R RD i2i2 U n 1 R Rn i 0 1D i2i
运算放大器的输出电压为
URfI2 Rnf U 1R Rn i 01Di2i
若Rf=1/2R,代入ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ式后则得
在目前常见的D/A转换器中,有权电阻网络D/A转换 器,倒梯形电阻网络D/A转换器等。A/D转换器的类型也 有多种,可以分为直接A/D转换器和间接A/D转换器两大 类。在直接A/D转换器中,输入的模拟信号直接被转换成 相应的数字信号;而在间接A/D转换器中,输入的模拟信 号先被转换成某种中间变量(如时间、 频率等),然后 再将中间变量转换为最后的数字量。
它由一个八位输入寄存器、一个八位DAC寄存器和一 个八位D/A转换器三大部分组成,D/A转换器采用了倒T 型R-2R电阻网络。由于DAC0832有两个可以分别控制的 数据寄存器,所以,在使用时有较大的灵活性, 可根据 需要接成不同的工作方式。DAC0832中无运算放大器, 且是电流输出,使用时须外接运算放大器。芯片中已设 置了Rfb,只要将 9 脚接到运算放大器的输出端即可。若 运算放大器增益不够, 还须外加反馈电阻。
图 10-5 漂移误差
3.
从数字信号输入DAC起,到输出电流(或电压)
达到稳态值所需的时间为建立时间。 建立时间的大小
决定了转换速度。目前 10~12
D/A 转换
器(不包括运算放大器)的建立时间可以在 1 微秒以
内。
10.2.4 八位集成DAC0832
图 10-6 集成DAC0832框图与引脚图
10.2.3 D/A转换器的主要技术指标

什么是ADC和DAC

什么是ADC和DAC

O(t)=0。

电路中各信号波形如图(图1 取样电路结构(a)取样与保持过程往往是通过取样-保持电路同时完成的。

取样图2 取样-保持电路原理图图2 取样-保持电路波形图电路由输⼊放⼤器A1、输出放⼤器A2、保持电容C H和开关驱动电路组成。

电路中要求取样-保持电路以由多种型号的单⽚集成电路产品。

如双极型⼯艺的有AD585、AD684;混合型⼯艺的有AD1154、SHC76等。

量化与编码数字信号不仅在时间上是离散的,⽽且在幅值上也是不连续的。

任何⼀个数字量的⼤⼩只能是某个规定的最⼩数量单位的整数倍。

为将模拟信号转换为数字量,在A/D转换过程中,还必须将取样-保持电路的输出电压,按某种近似⽅式归化到相应的离散电平上,这⼀转化过程称为数值量化,简称量化。

量化后的数值最后还需通过编码过程⽤⼀个代码表⽰出来。

经编码后得到的代码就是A/D转换器输出的数字量。

量化过程中所取最⼩数量单位称为量化单位,⽤△表⽰。

它是数字信号最低位为1时所对应的模拟量,即1LSB。

在量化过程中,由于取样电压不⼀定能被△整除,所以量化前后不可避免地存在误差,此误差称之为量化误差,⽤ε表⽰。

量化误差属原理误差,它是⽆法消除的。

A/D 转换器的位数越多,各离散电平之间的差值越⼩,量化误差越⼩。

量化过程常采⽤两种近似量化⽅式:只舍不⼊量化⽅式和四舍五⼊的量化⽅式。

1.只舍不⼊量化⽅式以3位A/D转换器为例,设输⼊信号v1的变化范围为0~8V,采⽤只舍不⼊量化⽅式时,取△=1V,量化中不⾜量化单位部分舍弃,如数值在0~1V之间的模拟电压都当作0△,⽤⼆进制数000表⽰,⽽数值在1~2V之间的模拟电压都当作1△,⽤⼆进制数001表⽰……这种量化⽅式的最⼤误差为△。

2.四舍五⼊量化⽅式 如采⽤四舍五⼊量化⽅式,则取量化单位△=8V/15,量化过程将不⾜半个量化单位部分舍弃,对于等于或⼤于半个量化单位部分按⼀个量化单位处理。

它将数值在0~8V/15之间的模拟电压都当作0△对待,⽤⼆进制000表⽰,⽽数值在8V/15~24V/15之间的模拟电压均当作1△,⽤⼆进制数001表⽰等。

A-D转换器原理

A-D转换器原理

A/D转换器原理
A/D 转换器原理
A/D 转换器是用来通过一定的电路将模拟量转变为数字量。

模拟量可以是电压、电流等电信号,也可以是压力、温度、湿度、位移、声音等非电信号。

但在A/D 转换前,输入到A/D 转换器的输入信号必须经各种
传感器把各种物理量转换成电压信号。

A/D 转换后,输出的数字信号可以有8 位、10 位、12 位和16 位等。

A/D 转换器的工作原理主要介绍以下三种方法:逐次逼近法双积分法电压频率转换法
(1). 逐次逼近法逐次逼近式A/D 是比较常见的一种A/D 转换电路,转换的时间为微秒级。

采用逐次逼近法的A/D 转换器是由一个比较器、D/A 转换器、缓冲寄存器及控制逻辑电路组成,如图4.21 所示。

基本原理是从高位到低位逐位试探比较,好像用天平称物体,从重到轻逐级增减砝码进行试探。

逐次逼近法
图4.21 逐次逼近式A/D 转换器原理框图逐次逼近法转换过程是:初始化时将逐次逼近寄存器各位清零;转换开始时,先将逐次逼近寄存器最高位置1,送入D/A 转换器,经D/A 转换后生成的模拟量送入比较器,称为Vo,与送入比较器的待转换的模拟量Vi 进行比较,若Vo 转换器,输出的Vo 再与Vi 比较,若Vo(2)双积分法采用双积分法的A/D 转换器由电子开关、积分器、比较器和控制逻辑等部件组成。

如图4.22 所示。

基本原理是将输入电压变换成与其平均值成正比的时间间隔,再把此时间间隔转换成数字量,属于间接转换。

双积分法。

ADC是什么意思,ADC全称是什么

ADC是什么意思,ADC全称是什么

ADC 是什么意思,ADC 全称是什么
ADC 全称:
ADC 即模拟数字转换器(英语:Analog-to-digital converter)是用于将模拟形式的连续信号转换为数字形式的离散信号的一类设备。

一个模拟数
字转换器可以提供信号用于测量。

与之相对的设备成为数字模拟转换器。

典型的模拟数字转换器将模拟信号转换为表示一定比例电压值的数字信号。

然而,有一些模拟数字转换器并非纯的电子设备,例如旋转编码器,
也可以被视为模拟数字转换器。

中文称之为数模转换器,又称D/A 转换器,简称DAC,它是把数字
量转变成模拟的器件。

D/A 转换器基本上由4 个部分组成,即权电阻网络、
运算放大器、基准电源和模拟开关。

模数转换器中一般都要用到数模转换
器,模数转换器即A/D 转换器,简称ADC,它是把连续的模拟信号转变为离散的数字信号的器件。

在计算机控制系统中,须经各种检测装置,以连续变化的电压或电流。

d a转换器的工作原理

d a转换器的工作原理

d a转换器的工作原理
数模转换器(A/D转换器)的工作原理如下:
首先,A/D转换器将输入的模拟信号转换为数字信号。

模拟信号是连续的信号,由无限个可能的电压值组成,而数字信号则是离散的信号,只包含两个可能状态:1和0。

转换器内部会有一个采样和保持电路,用于将模拟信号进行采样并保持其数值。

采样是指在固定时间间隔内对输入模拟信号进行测量,保持是指将每次测量的数值保持不变,以便后续的转换处理。

接下来,转换器将采样并保持的模拟信号进行量化。

量化是将连续的模拟信号分成离散的数值级别。

通常,转换器采用的是均匀量化,即将整个输入电压范围等分成多个离散的电压级别。

然后,转换器使用一个比较器将量化后的模拟信号与一个参考电压进行比较。

比较器的输出将根据量化后的信号是高于参考电压还是低于参考电压而有所不同。

如果输入信号高于参考电压,比较器输出为逻辑高电平(1),反之为逻辑低电平(0)。

最后,转换器将比较器的输出进行数字编码,将其转换为二进制数。

二进制编码常用的有自然二进制编码、二进制补码编码和二进制反码编码。

以上便是数模转换器(A/D转换器)的工作原理。

通过采样和
量化模拟信号,并将量化后的信号与参考电压进行比较,最终将信号转换为数字编码。

DA转换器的主要技术指标

DA转换器的主要技术指标

模数与数模转换器华中科技大学罗杰D/A 转换器的主要技术指标比例系数误差失调误差非线性误差最小输出电压V LSB :是指输入数码仅D 0为1,其余各位均为0时,所对应的输出电压值。

1. 分辨率8REF LSB 2V V =例如,一个8位DAC ,若V REF =5V ,则最小输出电压为:3mV 5.192V 58≈=最大输出电压V max :是指输入数码全部为1时,所对应的输出电压值,有时也称为满刻度输出电压V FSR 。

1. 分辨率FSR :是英文Full Scale Range 的缩写,指满刻度值。

例如,一个8位DAC ,若V REF =5V ,则最大输出电压为:∑=⋅=708REF max )2(2i iiD V V V 98.4≈1. 分辨率分辨率:用来表征D/A 转换器对输入量微小变化的敏感程度。

对于n 位D/A 转换器,其分辨率为:●分辨率只与位数有关,与基准电压V REF 的大小无关。

●位数越多,分辨率越高。

121max LSB -==n V V 分辨率1. 分辨率例如,对于一个电压输出的8 位D/A 转换器,其分辨率为25511218=-•表示输出电压被等分成255份;•总共有28 个不同的电压值。

例已知10 位D/A 转换器满刻度输出电压V max = 10 V 。

(1) 求输入最低位D 0 对应的输出电压V LSB ;(1) 根据分辨率的公式,得到(2) 如果要求分辨的最小电压为5mV ,应该选用D/A 转换器的位数是多少?解:0.01V 12V 101210max LSB =-=-=n V V例已知10 位D/A 转换器满刻度输出电压V max = 10 V 。

(1) 求输入最低位D 0 对应的输出电压V LSB ;(2) 如果要求分辨的最小电压为5mV ,应该选用D/A 转换器的位数是多少?解:(2)将V LSB =5mV ,V max =10V 代入分辨率的公式,有V10V 005.0121=-n ∴n ≈112.转换误差是指在稳态工作时,实际输出的模拟量与理想值之间存在的最大偏差。

(2022更新)本科【机电一体化系统设计基础】期末试题及答案(试卷号1118)

(2022更新)本科【机电一体化系统设计基础】期末试题及答案(试卷号1118)

2019本科【机电一体化系统设计基础】期末试题及答案[试卷号1118]一、单项选择题[每题3分,共24分]1.以下产品属于机电一体化产品的是[]。

A.游标卡尺B.移动电话C.全自动洗衣机D.非指针式电子表2.影响机电一体化系统中传动机构动力学特性的因素不包含下面哪项?[]A.负载B.系统惯性C.传动比D.固有频率3.下面哪个不是传感器的动态特性?[]A.幅频特性B.临界频率C.相频特性D.分辨率4.在传感器的使用中,模仿式传感器与计算机进展接口必须用的器件为[]。

A. A/D转换器B. D/A转换器C.缓冲器D.隔离器5.闭环控制的驱动装置中,丝杠螺母机构位于闭环之外,所以它的[]oA.回程误差不影响输出精度,但传动误差影响输出精度B.传动误差不影响输出精度,但回程误差影响输出精度C.回程误差和传动误差都不会影响输出精度D.回程误差和传动误差都会影响输出精度6.以下可实现交流伺服电动机调速的方法是[]。

A.改变供电电压的大小B.改变电动机的供电频率C.改变三相电压的相位差D.改变电动机转子绕组匝数7.以下[]不属于系统功能构造图的根本构造形式。

A.串联构造B.平行构造C.星形构造D.环形构造8.HRGP-1A喷漆机器人中的手部属于系统中的[]oA.能源部分B.测试传感部分C.驱动部分D.执行机构二、判断题[正确的打",错误的打X,每题3分,共30分]9.机电一体化是以数学和物理学为主的多门学科在机电产品开展过程中相互穿插、相互渗透而构成的一门新兴边缘性技术学科。

[]10.机电一体化机械系统中齿轮传动的啮合间隙会形成一定的传动死区,假设在闭环系统中传动死区还可能使系统以1〜5倍的频率产生低频振荡。

[]11.机电一体化系统中机械部件产生振动时,系统中阻尼越大,最大振幅越小,且衰减越快,适当的阻尼可以提高系统的稳定性。

[]12.采用虚拟样机代替物理样机对产品进展创新设计测试和评估,延长了产品开发周期,增加了产品开发本钱,然而可以改良产品设计质量,提高而向客户与市场需求能力。

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1
20
1)
7.5V
14
9.2.4 权电流D/A转换器*
4位权电流D/A转换器
(LSB)
D0
D1
(MSB)
D2
D3
i
Rf –
O +
S0
S1
S2
S3
I
I
I
I
16
8
4
2
–VREF
Di =1时,开关Si接运放的反相端;
Di= 0时,开关Si接地。
15
(LSB)
D0
D1
(MSB)
D2
D3
i
Rf –
O +
U REF 2R
I3
U REF R
i
I0 D0
I1D1 I2D2
I3D3
U REF 8R
D0
U REF 4R
D1
U REF 2R
D2
U REF R
D3
U REF 23 R
(23
D3
22
D2
21 D1
20
D0 )
9
例9-1 4位二进制权电阻网络DAC如图9-5所示,设 基准电压UREF=-8V,RF= R/2,试求输入二进制数 D3D2D1D0=1001时的输出电压值。 解:将D3D2D1D0=1001代入得
O
根据虚断有:
V
O
REF
vI / R vO (D0 20 D121 ...D9 29 ) / 210 R
AV
O
I
210
/(D0 20
D1 21
...... D9 29 )
26
5
9.2.1 D/A转换器的电路结构
1. D/A转换器的基本原理和转换特性
基本原理:将输入的每一位二进制代码按其权的 大小转换成相应的模拟量,然后将代表各位的模拟量 相加,所得的总模拟量就与数字量成正比,这样便实 现了从数字量到模拟量的转换。
转换特性:D/A转换器的转换特性,是指其输出 模拟量和输入数字量之间的转换关系。
16
实际的权电流D/A转换器电路
(MSB)
D3
D2
(LSB)
D1
D0
i
基准电流产生电路 I=
IREF
=
VREF R1
S3
S2
S1
S0
VREF R1
+
+ A2

-
I
I
2
4
I
I
I
8 16
16
Tr
T3
T2
T1
T0
TC
+
IREF
IE3
IE2
IE1
IEO
IEC
R
2R
2R
2R
2R 2R
Rf

A1
O
+
各BJT的 发射 结电压相等
S0
S1
S2
S3
I
I
I
I
16
8
4
2
–VREF
i R R ( I D I D I D I D )
O
f
2 f
3
42
81
16 0
I
R ( D 23 D 22 D 21 D 20 )
24
f
3
2
1
0
I
3
R D 2i
24
f
i
i0
在恒流源电路中,各支路权电流的大小均不受开关导通电阻和压 降的影响,这样降低了对开关电路的要求,提高了转换精度。
21 D1 20 D0 )
13
例9-3 4位R-2R倒T形电阻网络DAC如图9-7所示, 设基准电压VREF=-8V,RF= R,试求其最大输出电 压值。
解:将D3D2D1D0=1111代入
uo
U REF 24
(23
D3
22
D2
21 D1
20
D0 )
8V 24
(23
1
22
1
21
3
1.D/A、A/D转换器的概念
能将模拟量转换为数字量的电路称为模数转换 器,简称A/D转换器或ADC;能将数字量转换为模拟 量的电路称为数模转换器,简称D/A转换器或DAC。 2.D/A、A/D转换器的实际举例
如图为一个锅炉加热信号采集和控制系统
4
9.2 D/A转换器
主要内容
D/A转换器的电路结构框图 二进制权电阻网络D/A转换器 倒T型电阻网络D/A转换器 D/A转换器的模拟输出与数字输入之间的关系 D/A转换器的3个主要技术参数 集成DAC0832及其应用
R1
O
网络 D/A 转换器


A1 +
A2
+
20
9.2.6 D/A转换器的主要技术参数
1.分辨率
分辨率用输入二进制数的有效位数表示。在分辨
率为n位的D/A转换器中,输出电压能区分2n个不同的
输入二进制代码状态,能给出2n个不同等级的输出模 拟电压。
分辨率也可以用D/A转换器的最小输出电压VLSB( 输入数字只有最低位为1)与最大输出电压VFSR(输入 数字全为1)的比值来表示
理想的D/A转换器的转换特性,应是输出模拟量 与输入数字量成正比。
vo Kv (dn1 2n1 dn2 2n2 d1 21 d0 20 )
6
2.D/A转换器的电路结构框图
n位D/A转换器的电路结构框图如图所示。
D/A转换器由数码寄存器、模拟电子开关、 解码网络、求和电路及基准电压几部分组成。数字 量以串行或并行方式输入并存储于数码寄存器中, 寄存器输出的每位数码驱动对应的数位上的电子开 关将在电阻解码网络中获得的相应数位权值送入求 和电路。求和电路将各位权值相加便得到与数字量 对应的模拟量。
21
2.转换误差
D/A转换器的转换误差是指输出模拟电压的实 际值与理想值之差,即最大静态转换误差。通常 要求D/A转换器的误差小于ULSB/2。
D/A转换器的分辨率和转换误差共同决定转换 精度。
3.转换时间(输出建立时间)
从输入数字信号起,到输出电压或电流到达 稳定值时所需要的时间,称为转换时间(或输出 建立时间)。
第 十六 讲
1
第9章 D/A转换器和A/D转换器
内容提要及重点 (1) D/A转换器
DAC的工作原理,性能指标,集成DAC及其应用。 (2) A/D转换器
DAC的工作原理,性能指标,集成ADC及其应用。 重点
D/A、A/D转换器工作原理,集成D/A、A/D转 换器的应用 。
2
9.1 概述
主要内容 D/A、A/D转换器的概念 D/A、A/D转换器的实际举例

VREF
255 256

V
REF
129256
VREF
127 256

00000001 00000000
VREF
1 256
VREF
0 256
18
双极性输出*
1)实现方法 首先将带符号的二进制数原码转换为2的补码NB,再变成偏
移二进制码。经DAC,最后转换成与原码对应的模拟电压。
uo
U REF 24
(23
D3
22
D2
21 D1
20
D0 )
8V 24
(23
1
22
0
21
0
20
1)
4.5V
10
9.2.3 倒T型电阻网络D/A转换器
R-2R倒T形电阻网络D/A转换器电路
11
9.2.3 倒T型电阻网络D/A转换器(续)
R-2R倒T形电阻网络的特点
R-2R倒T形电阻网络的特点为: ①分别从虚线A、B、C、D处向右 看的二端网络等效电阻都是R。 ②不论模拟开关接到运算放大器的 反相输入端(虚地)还是接到地,也 就是不论输入数字信号是1还是0,各 支路的电流不变。
12
输出电压表达式
从参考电压端输入的电流为
I3
1 2
I REF
U REF 2R
I1
1 8 I REF
U REF 8R
I REF
U REF R
I2
1 4
I REF
U REF 4R
I0
1 16
I REF
U REF 16R
求和运算放大器的输出电压为
uo
RFiF
RFi
U REF RF 24 R
(23 D3 22 D2
偏 置 IBB 电 流
电压恒定
–VEE
R
R
R
O
iRf
R f VREF 24R1
(D3
23
D2
22
D1
21
D0
20 )
17
9.2.5 D/A转换器的输出方式
8位D/A转换器在单极性输出时的输入/输出关系
MSB
数字量
LSB
模拟量
11111111 …
10000001 10000000 01111111
19
例如:NB=0时, vO =0。
NB=(-1O )补,N 1偏=1122V7 R,EFvO
( N BVREF VREF )
1 V2R5E6F
VREF
28
2
2
V REF
NB 256
2R1 NB D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
1
VREF
8 位倒 T 形电阻
i
R=Rf 1 R1
2R
R
R
R
2R
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