5数字量模拟量输入输出通道

?1.1光电耦合隔离技术：

光电耦合器按输出级不同分：三极管型、单向晶闸管型、双向晶闸管。

原理：1、利用光信号的传送不受电磁场的干扰而完成隔离功能。
2、三极管型的光敏三极管工作在截止区和饱和区时传送数字信号。
3、工作在线性放大区时可传送模拟信号。
优缺点：
模拟隔离：1、使用少量光耦，成本低。
2、调试困难。
数字隔离：1、使用较多光耦，成本高。
2、调试简单。

1.2数字量输入通道（简称DI通道）

开关输入电路中主要考虑调理技术(包含：电平转换、RC滤波、过电压保护、反电压保护、广电隔离）。

电平转换：用电阻分压法把现场的电流信号转换为电压信号。

RC滤波：用RC滤波器滤除高频干扰。

过电压保护：用稳压管和限流电阻作为过电压保护；用稳压管或压敏电阻把瞬态尖峰电压钳位在安全电平上。

反电压保护：串联一个二极管防止反极性电压输入。

光电隔离：用光电耦合器实现计算机与外部的完全电隔离。

1.3数字量输出通道（简称DO通道）

功能：是把计算机输出的微弱数字信号转换成能对生产过程进行控制的数字驱动信号。

常用的类型：(功率)三极管输出驱动电路、继电器输出驱动电路、晶闸管输出驱动电路、固态继电器输出驱动电路。

三极管输出驱动电路：普通三极管驱动电路、达林顿驱动电路

达林顿驱动电路：达林顿阵列驱动器由多对两个三极管组成的达林顿复合管构成，具有高输入阻抗、高增益、输出功率大及保护措施完善。

继电器输出驱动电路：继电器线圈是电感性负载，关断时出现高浪涌电压，故线圈并联一个阻尼二极管用来放电。

晶闸管驱动电路：晶闸管又称可控硅。是一种大功率半导体器件，具有用小功率控制大功率、开关无触点等特点，在交直流电机调速系统、调功系统、随动系统中应用广泛。

单向晶闸管具有单向导电性，有阴极、阳极、控制级。

双向晶闸管也叫三端双向可控硅为两个单向晶闸管反向并联，共享一个控制级。

固态继电器输出驱动电路：一种新型的能实现控制回路和负载回路之间电隔离和信号隔离的无触点开关的电子继电器。

固态继电器特点：体积小，开关速度快，无机械噪声，无抖动和回调，寿命长。
1.4模拟量输出通道

任务：把微型计算机输出的数字量转换为模拟量。

核心部件：D/A转换器

要求：1、可靠性高，满足一定精度。2、具有保持功能。

输出保持器：在新的控制信号到来之前，使本次控制信号维持不变。

D/A转换器类型：
一、4（多）位权电阻网络D/A转换器

。
转换公式：U=-(2E/R)*Rf*(a1*2^-1+a2*2^-2+......+an*2^-n)
二、4（多）位T型电阻网络D/A转换器
转换公式：U=-(UR/2^n)*(......)(电脑上表达不方便，请翻开电工书下册的396页)

DAC8032的用法：（详情请看教材）
片选信号：CS（低电平有效）将数据线上的数据写入输入锁存器：
ILE(高电平有效）允许将数据写入锁存器
WR1写信号1（低电平有效）有效时将数据线上信息写入输入锁存器

WR2写信号2（低电平有效）有效时才能将数据从输入锁存器写入DAC寄存器
XFER（低电平有效）有效时才能将数据从输入锁存器写入DAC寄存器
三种工作方式：
⑴单缓冲方式。单缓冲方式是控制输入寄存器和DAC寄存器同时接收资料，或者只用输入寄存器而把DAC寄存器接成直通方式。此方式适用只有一路模拟量输出或几路模拟量异步输出的情形。

⑵双缓冲方式。双缓冲方式是先使输入寄存器接收资料，再控制输入寄存器的输出资料到DAC寄存器，即分两次锁存输入资料。此方式适用于多个D/A转换同步输出的情节。

⑶直通方式。直通方式是资料不经两级锁存器锁存，即CS,WR1,WR2,XFER均接地，ILE接高电平。此方式适用于连续反馈控制线路。

1.5模拟量输入通道

传感器变送器》》信号调理》》多路模拟开关》》前置放大器》》采样保持器》》AD转换器》》接口逻辑电路》》PC总线

一、模拟量输入通道的信号调理：信号滤波、光电隔离、电平转换、过电压保护、反电压保护、电流/电压变换。

电流/电压变换电路：(I/V变换电路）（无源I/V变化和有源I/V变换）将传感器的微小电流变换为电压。

二、多路模拟开关：通过该开关实现多选1的操作，将多路输入信号依次切换到后级。
如CD4051（通过INH非、A、B、C四个引脚控制8路开关）

三、前置放大器：将模拟输入小信号放大到A/D转换器的量程范围之内。

四、采样/保持器：在采样时，其输出能够跟随输入变化；而在保持状态，能使输出值不变。

最后就是D/A和A/D的连线以及编程，教材上面也有，本章PPT作业题里有相关的题，目测可能会考。