电气测试系统ch文档

4、D/A转换后，得到了模拟信号波形上的若干非连续的 采样点的值，并不能得到在时间上连续存在的波形。
5、下级电路的驱动往往需要连续信号。
保持的方式
保持方法： 在模拟输出通道中，为获得时间上连续的模拟
信号，就必须采用一定的方法来填补相邻采样点之 间的空白。这就是保持的实现。
1、这种连接两个点来获得连续的模拟信号的保 持方法，一般而言，有很多种方法，如，用折线、 直线、抛物线等：
2、最常用也最简单最容易实现的两种方法就是 一阶保持及零阶保持：
一阶保持及零阶保持的实现
根据实现时采用方程的阶次来定义： 一阶保持：把相邻采样点之间用直线连接起
来，如图a： 零阶保持：把每个采样点的幅值保持到下一个
采样点，如图b；
零阶保持的实现
零阶保持结构简单，便于硬件实现，这儿以零 阶保持器为例进行说明。
保持周期对输出波形的影响
2、保持周期与采样周期保持固定比例关系，即 TS / T = a (常数)
恢复出来的模拟信号应为：f0(t) = f(t/a) 也即输出波形与输入波形f(t)的形状是相似的，只 不过时间轴刻度不同罢了。
对波形显示并无影响。但是如果是语音回放， 则应要求a＝1，否则将产生声音的音调变化，即
1、数据分配分时转换结构 2、数据分配同步转换结构 3、模拟分配分时转换结构
1、数据分配分时转换结构
数据分配分时转换结构如下图所示：
数据分配分时转换结构的特点
1)每个输出通道各配置一个数据寄存器和D/A转换器，经 微机处理后的数据通过数据总线，分时选通送至各个通道数 据寄存器；
2)当第i路数据寄存器选通的同时，第i路D/A即实现数字 信号到模拟信号的转换。(寄存器往往在DAC内部)
1、D/A转换 2、保持
保持的内容及实现
保持的内容： 将信号的当前值维持其大小至下一个周期。
保持的实现： 采用各种类型的信号保持器。
保持与采样的特点：
1、保持是与采样相反的过程
2、模拟信号数字化所得到的数据是模拟信号在各个采 样时刻瞬时幅值Hale Waihona Puke BaiduA/D转换结果。
3、A/D转换结果再经过D/A转换后，也只能得到模拟信 号各采样时刻近似幅值(且与原幅值存在一定的量化误差)。
数字信号输出通道的功能
1、测量结果的数字显示（LED、LCD显示、CRT 显 示）；
2、测量结果的数字记录(数字磁记录或光记录、 打印纸记录等)；
3、测量结果的数据传输。
模拟信号输出通道的功能
1、测量系统 模拟信号输出通道是将测量获得的数据转换成
模拟信号并经必要信号调理后送到模拟显示器或模 拟记录装置形成测量信号的模拟显示或模拟记录。
fh
fC
fS 4
1 4TS
根据频谱分析，零阶保持器后接平滑滤波器， 基本上可以从D/A转换器输出的离散脉冲序列中恢
复 出光滑的信号波形f(t)。
2、保持周期的确定
假设电路中共有m路模拟信号输出通道，微机每 隔时间t0送出一个数据到输出通道，那么，对于前 述的两种零阶保持电路，其保持周期TS都为：
模拟保持方式
在公用的D/A之后每路加一个采样保持器，采 样 保持器将D/A转换器输出的电压保持到本路信号的 下 一个采样电压产生时为止，采样保持器输出波形也 是连续的台阶电压。如下图：
模拟及数字保持方式的特点：
1、数字保持法保持数字信号，模拟保持法保持 模拟电压信号；
2、对于模拟保持方式，采样保持器的保持电容 有漏电，因此保持电压会发生跌落；
TS = m • t0
保持周期对输出波形的影响
1、如果模拟信号输出通道中设定的保持周期 TS，与模拟信号输入通道中设定的采样周期T相等， 即： TS = T
那么在输出通道中，经零阶保持和平滑滤波后 恢复出来的模拟信号的波形f0(t)，从理论上与输入 通道中被采样的模拟信号波形f(t)是相同的，即
f0(t) = f(t)
零阶保持电路的实现方式： 数字保持方式 模拟保持方式
数字保持方式
在D/A转换前加一个寄存器(D/A或外电路中)， 各采样点的数据在该寄存器中一直保存到本路信号 的下个采样点数据到来为止，D/A转换器输出不是
离 散的脉冲电压而是连续的台阶电压，如图：
上述电路中，也可采用一公用的D/A转换器，此 时电路输出会有时间上延时，不能达到同步输出。
a>1会使音调变低，a<1会使音调变高。
二、模拟输出通道的基本结构
模拟输出通道的组成： 1、输出数据寄存器 2、D／A转换器 3、调理电路
如下图所示：
模拟信号输出通道的基本结构
模拟输出通道的分类，按信号输出路数来分： 1、单通道输出(如上图所示) 2、多通道输出
多通道的输出结构：是在单通道输出结构的基础上演变 而成的，主要包括以下三种：
实际零阶保持器输出 波形如图实线所示阶梯形 状，有必要在D/A转换后( 或零阶保持器输出以后)的 电路中，设计合适电路， 得到具有平滑输出的控制 信号，满足系统输出要求。
平滑滤波的功能：
为获得如上图中f(t)的光滑输出曲线，通常在 电路中，在零阶保持器后加上合适的平滑滤波器。
平滑滤波器的设置
通常取平滑滤波器的截止频率fh等于信号最高 频率fc且等于保持频率的四分之一，即下式成立：
2、控制系统 模拟输出通道的输出模拟信号主要用于对连续
变量的执行机构进行驱动，完成序列控制动作。
模拟输出通道的设计
一、模拟输出通道的基本理论 二、模拟输出通道的基本结构 三、模拟输出通道组成电路的选用
一、模拟输出通道的基本理论
1、零阶保持与平滑滤波 2、保持周期的确定 3、数字自动增益控制(AGC)
1、零阶保持与平滑滤波
模拟信号数字化一般包括以下三个环节： 1、采样：由采样开关或多路开关完成的； 2、量化：由A/D转换器完成 3、编码：由A/D转换器完成
模拟信号数字化，实际上只包括采样和A/D转换 两道环节。
相应的，如果要从控制器中输出的数字信号序 列恢复出模拟信号也必须经过两个与上述过程相反 的环节，即：
3、对于数字保持方式，数据寄存器在保持期间 数据不会变化；
4、模拟保持的电路结构比数字保持的电路结构 简单，成本较低；
5、对于单通道的电路，采用数字保持的方式将 优于采用模拟保持方式；
平滑滤波
多数的实际控制系统中，执行机构往往需要连续的模拟 信号来驱动，通道最终输出的模拟信号都具有连续特性的平 滑信号，如f(t)。