第5章 模拟信号的采集
结果 选择
结果开关
双 排 序 模 式
排序器仲裁 结果 选择
状态 指针
状态 指针
软件 外部引脚
触发启动排序 软件
触发启动排序
顺序采样&同步采样
ADC模块可以工作于顺序采样和同步采样模式，由 ADCTL3的SMOD_SEL位决定。每次转换时，所选择的模 拟输入通道是由ADC通道选择排序控制器 （ADCCHSELSEQn）中的位域CONVnn确定的。
R17 5.1KΩ
AD_IN7
输入 0~3.3V
LM358内部结构
OUT1
1
8
Vcc
IN1(-) 2
_
7 + 6 +
_
OUT2
IN1(+) 3
IN2(-)
VEE
4
5
IN2(+)
5.3.1 采样和采样定理
采样定理(奈奎斯特采样定理）： 设连续信号X(t)的最高频率为fm,以等间隔Ts(Ts称为采样周期， fs=1/Ts称为采样频率)对X(t)进行采样，得到Xs(t)。如果 fs>2fm，则Xs(t)保留了X(t)的全部信息（即可以从Xs(t)不失 真地恢复出X(t)）。 具体来讲，一个频率为1KHz的正弦波信号，如果采样频率 为1KHz或者2KHz,显然不能恢复出正弦波信号的轮廓，采用 4KHz、8 KHz、16KHz虽然可以恢复出此正弦信号，但显然 采样频率越高，得到的数据量也越多。工程上一般取最高信 号频率的3~5倍作为采样频率。 • A/D转换就是将模拟信号转换为数字信号的过程。一般可 分为取样、保持、量化、编码四个步骤。
项目要求
• 使用两路模拟信号源，产生两路频率、幅度可调的正弦波。 • 用示波器监测正弦波信号1、2的输出幅度为0~5V。用连 线将正弦波信号1、2的输出接到AD转换单元的输入 AD_IN0和AD_IN7。 • 通过F2812的A/D转换模块得到相应的数字量，利用CCS 的数据可视化功能，在CCS的View/Graph菜单窗口观察 该数据波形是否与输入波形一致。 • 本项目使用DSP自带的ADC转换器采集信号源的信号。并 将采集到的信号储存到指定的内存区域。对于输入的模拟 信号，通过调理电路，保证输入信号最大为3.3V。 • 通过软件设置ADC通道为2路，此处使用0、7通道，转换 次序为先0通道再7通道，采集结果分别存入RESULT0和 RESULT7。ADC的启动由EVA的定时比较事件来启动。
5.3.2 A/D转换的主要指标
• A/D转换位数和A/D分辨率：
A/D分辨率是指A/D转换对输入电压微小变化响应能力的度量，它是数 字输出的最低有效位（LSB）所对应的模拟输入电平值。若输入电压的 满刻度值用VFS表示，转换器的位数为n，则分辨率为VFS/2n。正是由 于分辨率与转换器的位数n有关，所以一般用位数表示，如8位、10位、 12位、16位等。 例如，对于8位ADC，单极性输入0~5V，分辨率=28=256位。而对于12位 的ADC，双极性输入-5~+5V,数字量为-2048~+2047，它能分辨的最小 输入信号是△=10V/2096=2mV，分辨率=212=4096位。
在顺序采样模式下，CONVnn的4位都用于说明转换的输入 引脚。高位 说明输入引脚与哪个采样保持器相连，低3位确 定偏移量。如CONVnn=0101b,则ADCINA5将选择作为输入 端；如果CONVnn=1101b,则ADCINB5将选择作为输入端。
在同步采样模式下，CONVnn的高位被忽略，每个采样保 持缓冲器都是通过偏移量来与信号相连。如 CONVnn=0110b,则采样保持器A对ADCINA6进行采样，同 时，采样保持器B对ADCINB6进行采样。
AdcRegs.ADCTRL2.bit.EVA_SOC_SEQ1 = 1; // 使能EVASOC启动 SEQ1
AdcRegs.ADCTRL2.bit.INT_ENA_SEQ1 = 1; // 使能 SEQ1中断 (每 个EOS)
配置 EVA
// 假设EVA时钟在系统初始化 InitSysCtrl()中已使能; EvaRegs.T1CMPR = 0x0380; //设置EVA定时器1 的比较寄存器的值 EvaRegs.T1PR = 0x0FFF; //设置EVA定时器1的 周期寄存器的值 EvaRegs.GPTCONA.bit.T1TOADC = 1; // 设置EVA定时 器1下溢启动ADC EvaRegs.T1CON.all = 0x1042; // 设置T1为连续增计 数，启动T1定时器 // 等待 ADC 中断 while(1) { LoopCount++; } }
DSP技术及应用
多媒体教学系统
制作：李金明
兰州石化职业技术学院
退出
第5章 模拟信号的采样
主要内容
A/D转换基本知识 F2812 A/D转换模块 F2812 A/D转换应用编程
ADC的作用
• 在通常的DSP系统中，DSP作为核心芯片只能处 理数字信号，而实际控制系统经常需要采集电压、 电流等模拟量参数，这就需要通过一定的前向通 道和后向通道将DSP系统与实际系统联系起来。 所谓前向通道，就是将实际系统的物理信号转换 成数字信号的通道。通常由传感器、抗混叠滤波 电路、信号调理电路、采样保持电路，以及A/D 转换电路构成。DSP的前向通道的性能在很大程 度上决定了A/D转换电路的速度、精度等性能。
每次转换的通道可通过两个功能强大的自动排序器设定； 两个采样/保持器，采样时间可独立控制，可以实现同时或顺序采样； 16个结果寄存器存放A/D转换结果，转换后的数字量表示为： 多个触发源启动A/D转换过程（SOC）：1）S/W－软件立即启动；2）
16通道模拟输入，可配置为2个独立的8通道模块，分别服务于EVA和 灵活的中断控制，允许每个或每隔一个序列转换结束产生中断请求； 12位分辨率，0－3V模拟输入电压范围，转换速率可高达12.5MSPS； EVA、EVB启动A/D转换；3）外部引脚GPIOE1/XINT2_ADCSOC。 数字值＝4095×（输入模拟量－ADCLO）/3 EVB，也可以级联构成一个16通道模块；
• 转换时间和转换速率： • 转换时间：ADC完成一次转换所需要的时间，即 从启动信号开始到转换结束并得到稳定的数字输 出量为止的总时间。一般来说，转换时间越短， 转换速度越快。 • 转换速率：1s 时间内能完成转换的次数，即转换 时间的倒数。单位为kHz,MHz。例如，AD570的 转换时间为25us，其转换率为40kHz。 TMS320C2812的ADC在25MHz时最高转换速率 为ADCLK或12.5MHz。 转换精度： ADC输出的实际数字量与理想数字量之间有一 定的误差，这种误差来自两方面：量化误差和器 件误差。 一般来说，转换精度总是低于其分辨率的。
开始
系统初始化
主 程 序 流 程
PIE 控制寄存器初始化
PIE 中断向量表初始化
ADC 初始化
定时器初始化
等待中断
void main(void) { InitSysCtrl(); // 设置PLL, 看门狗，使能外设时钟 //设置系统高速时钟 EALLOW; SysCtrlRegs.HISPCP.all = 0x3; // HSPCLK = SYSCLKOUT/6 EDIS; // 关中断 DINT; InitPieCtrl(); //初始化PIE控制寄存器 IER = 0x0000; //禁止所有的中断 IFR = 0x0000; //中断标志清零 InitPieVectTable(); //初始化PIE中断相量表 //将中断服务程序入口地址写入PIE中断相量表 EALLOW; //允许修改寄存器 PieVectTable.ADCINT = &adc_isr; EDIS; // 禁止修改寄存器
F2812的ADC模块功能框图
2个采样/保持器 1个A/D 转换器 16个转换结果寄存器
16个模拟输入通道
多个触发源 2个排序器
自动转换排序器的工作原理
ADC模块包含两个独立的8状态排序器（SEQ1和SEQ2）；
两个排序器可级联构成一个16状态排序器（SEQ）；
排序器的用途：用于实现启动一组（1～16通道）A/D转换 时通过编程选定模拟输入通道； 借助于排序器，ADC模块每次可以对一系列转换进行自动 排序，这样每收到一个SOC信号，能自动实现多个A/D转换。 当全部转换结束后，转换结果依次保存到ADCRESULT0～ ADCRESULTn（n≤15）中。
信号调理电路
+5V
ADC_B0 C10
0.1 F
1 2 AVSS
1OUT 1INLM358
VCC 8 2OUT 7 2IN- 6 2IN+ 5 ADC_B7 C7
AD_IN0
R10 5.1KΩ R11 10KΩ
3 1IN+ 4 GND
0.1 F
AVSS
输入 0~5V
AVSS
R18 10KΩ AVSS
连续排序模式和启动-停止排序模式
排序器可以工作在连续排序模式和启动停止排序模式。 在连续排序模式时，第1轮转换结束后 （SEQ CNTRn递减到0时），又继续进行 第2轮转换； 在启动-停止排序模式下，排序指针指到 当前的通道。 模式选择由ADCTRL1的CONT RUN位决 定。
AD模块相关寄存器
• ADCTRL1
ADCTRL2
ADCTRL3
程序讲解
• [1] 首先进行头文件引用，系统变量声明。
#include "DSP281x_Device.h" // 引用头文件 #include "DSP281x_Examples.h" // 中断服务程序声明 interrupt void adc_isr(void); // 声明全局变量 Uint16 LoopCount; Uint16 ConversionCount; Uint16 input1[256]; Uint16 input2[256];
合集下载
第五章 数据采集与处理答案
第五章 数据采集与处理
习题
（一）填空题 1、 在数字信号处理中，为避免频率混叠，应使被采样的模拟信号成为 数字 ，还应使采样 频率满足采样定理即 采样频率大于信号最高频率的 2 倍 。 2、 如果一个信号的最高频率为 50Hz，为了防止在时域采样过程中出现混叠现象，采样频 率应该大于 100 Hz。 3、 在设计数据采集系统时，选择 A／D 转换器所依据的主要技术指标是 分辨率 和 转换 速度 。一般，要求 A／D 转换器的位数至少要比精度要求的分辨力 大 。 4、 A／D 转换器是将 模拟 信号转换为 数字 信号的装置．N 位 D／A 转换器分辨力为 1/2N 。 5、 当多个信号的采样共同使用一个 A／D 转换器时， 必须采用 多路分时 法切换，完成 此切换的器件是 多路模拟开关 。
2、若模/数转换器输出二进制数的位数为 10，最大输入信号为 2.5V，则该转换 器能分辨出的最小输入电压信号为（ B ） 。 A． 1.22mV B． 2.44mV ） 。 C． 3.66mV D． 4.88mV 3、A／D 转换器的位数越多，则（ C
A．转换精度越低 C．转换精度越高
B 转换速度越快 D．分辨力越低
5、 互相关函数是偶实函数。 （ ×
6、 利用系统输入 x(t) 与输出 y(t)的自功率谱密度函数，可求该系统的频率响应函数。 （ × ）
7、 若系统是完全线性的，则输入-输出的相干函数一定为 1。 （ × ）
（三） 、单项选择题 1、 在 A／D 转换器中， 若被采样模拟信号的最高频率分量为 f H ， 则采样频率 f s 应 （ D ） 。 A．= f H B．> f H C．< f H D．>2 f H
m 14
2、 模数转换时，采样间隔 分别取 1ms，0.5ms，0.25ms 和 0.125ms。按照采样定理，要 求抗频混滤波器的上截止频率分别设定为多少 Hz（设滤波器为理想低通）？ 根据采样定理，抗频混滤波器的上截止频率应分别设为 500、1000、2000、4000Hz。 3、某信号 xt 的幅值频谱如下图。试画出当采样频率 fs 分别为 1)2500Hz，2) 2200Hz，3) 1500Hz 时离散信号 xn 在 0～fN 之间的幅值频谱。 A(f) 2 2.8 0 1.8 0
机械电子学-第5章 信号隔离电路
开关量的隔离方法
• 光电耦合器
– 特点
• 电信号传输具有单向性，具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。 • 输入端属于电流型工作的低阻元件，具有很强的共模抑制能力。 • 在远距离传输信息中作为终端隔离元件可以大大提高信噪比（隔噪）。 • 在计算机数字通信及实时控制中作为信号隔离的接口器件，可以大大增
加计算机系统工作的可靠性。 • 响应快、寿命长。 • 用作线性传输时失真小、工作频率高； • 用作光电开关时无机械触点疲劳，可靠性高。
开关量的隔离方法
• 固态继电器的应用
开关量的隔离方法
• 固态继电器的应用
计算机控制单相交流电机正反接的接口及驱动电路
开关量的隔离方法
• 使用固态继电器注意事项
– 切忌将负载两端短路，以避免造成永久性损坏； – 如果外部运行环境温度高，选用的SSR必须留有较
大的余量； – 当用SSR控制感性负载时，应接上氧化锌压敏电阻
应用2. 光耦合器组成的开关电路
高低电平
低VCC电1 平 高低电平
功能： （1）实现脉冲传输； （2）实现电平转换。
开关量的隔离方法
• 光电耦合器的主要技术参数
– 二极管正向压降 – 正向电流 – 电流传输比 CTR – 输出侧供电电压 – 输出侧最大输出电流 – 输入输出之间最大的隔离电压BV – 导通时间 – 关断时间 – 输出侧最大耐压值
– 以光为媒介传输电信号的一种电—光—电转换 器件。由发光源和受光器两部分组成
发光器件 +
LED
–
c
受光器件 光电二极管
e 光电三极管
实现 电 - 光 - 电 传输和转换
开关量的隔离方法
• 光电耦合器
– 类型1：光电二极管型、光电三极管型、光敏 电阻型、光控晶闸管型、光电达林顿型、集成 电路型。
模拟量采集原理
模拟量采集原理
模拟量采集原理是指通过传感器将实际量转化为电压或电流信号，然后经过放大、滤波、调理等处理，最终将其转化为数字信号进行采样和储存的过程。
在模拟量采集中，传感器起着关键作用。
传感器是能够将实际量转化为电信号的装置，常见的传感器包括温度传感器、压力传感器、流量传感器等。
传感器将实际量转化为电信号后，需要经过放大处理。
放大器会增加电信号的幅度，以便信号能够被准确地测量和处理。
放大后的信号还需要经过滤波处理，去除混杂在信号中的杂波和干扰，使其更加稳定和可靠。
接下来，经过调理处理。
调理包括采样和保持、线性化、电平转换等操作，以便将信号适配到后续数字处理器可接受的范围。
采样和保持是指在一定的时间间隔内对信号进行采样并保持其数值，线性化是将非线性的信号转化为线性的形式，而电平转换则是将信号的电平调整为适合数字处理器的电平范围。
最后，经过模数转换器（ADC）进行模拟信号到数字信号的
转换。
ADC会根据一定的采样频率对模拟信号进行采样，并
将其转换为对应的数字信号。
转换后的数字信号可以被储存、处理和传输，实现对实际量的监测和控制。
总结起来，模拟量采集原理是将实际量转化为电信号，并经过放大、滤波、调理等处理，再通过ADC转换为数字信号的过
程。
这一过程可以实现对实际量的准确测量和控制，广泛应用于各种工业自动化、仪器仪表等领域。
第五章 5.7节 模拟电路接口技术ADC0809
2、主要性能指标 （1）、分辨率
分辨率反映A/D 转换器对输入微小变化响应的能力，通常用数字输
出最低位(LSB)所对应的模拟输入的电平值表示。n 位A/D 能反应 1/2^n 满量程的模拟输入电平。
由于分辨率直接与转换器的位数有关，所以一般也可简单地用数字
量的位数来表示分辨率，即n 位二进制数，最低位所具有的权值，就 是它的分辨率。
值得注意的是，分辨率与精度是两个不同的概念，不要把两者相混
淆。即使分辨率很高，也可能由于温度漂移、线性度等原因，而使其 精度不够高。
例如，ADC输出为八位二进制数， 输入信号最大值为 5V，其分辨率为： U m 19 .61mV 8
2 1
（2）、转换时间
转换时间是指完成一次A/D 转换所需的时间，即由发出启动转换
/**********(C) ADC0809.C**************/ #include <reg51.h> #include "1602.h" #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit ADC_START=P2^0; //四个控制引脚的定义 sbit ADC_ALE =P2^1; sbit ADC_EOC =P2^2; sbit ADC_OE =P2^3; sbit D0=P0^0; //八盏灯的定义 sbit D1=P0^1; sbit D2=P0^2; sbit D3=P0^3; sbit D4=P0^4; sbit D5=P0^5; sbit D6=P0^6; sbit D7=P0^7;
AD转换速度： 500K频率：130us 640K频率：100us 分辨率：8位
4、ADC0809接口电路
勘误第5章模拟信号的调理与转换
第5章 模拟信号的调理与转换测试系统的一个重要环节是信号的调理与转换。
被测物理量经传感器后的输出一般了抑制干扰噪声、提高信噪比和方便后续的传输和处理，往往需要对这些电信号调电桥是将电阻、电容和电感等参数或电流输出的一种测量电路。
电桥电路简单可靠，且具，被广泛用作仪器测量电路。
电桥可分为5.直流R 桥的一条对角线两端a 和c 接入直流电源b 和d 上输出电压y e ，该输出可直接驱动指示仪表，也可接直的出为电信号。
由于测量过程中不可避免地遭受各种干扰因素的影响，为作调理和转换。
本章主要讨论模拟信号常用的调理与转换环节，包括电桥、制与解调、滤波器、以及数/模与模/数转换。
5.1 电桥的变化转换为电压有很高的精度和灵敏度，因此按其采用的激励电源类型分为直流电桥和交流电桥；按其工作方式又零值法（平衡电桥）和偏值法（不平衡电桥）。
1.1 直流电桥电桥如图5.1所示，纯电阻1R 、2、3R 和4R组成电桥的四个桥臂，在电o e ，而另一对角线两端入后续放大电路。
流电桥的输出端后接输入阻抗较大仪表或放大电路时，可视为开路，其输为零，此时有电流o 112e I R R =+，o2e I R R =图5.1 直流电桥结构形式34+ 由此可得出b 、d 两端输出电压158()()14o o 12341324o1234b ad R R U e e R R R R R R R R eR R R R ⎛⎞=−=−⎜⎟++⎝⎠−++ （5-1y e 为零，即当电桥平衡时，应有y a e U =）由式（5-1）可知，要使输出电压式（5-2）为直流电桥平衡公式。
直流电桥的工作原理是：四个桥臂中的一个或数个桥臂的阻值变化而引电各桥臂的阻值，可使输出电压（或电流）仅直流电桥的优点是：采用稳定性高的直流电源作激励电源；电桥的输出e 是直流成入工频干扰较5.入b 、d 测量。
电桥平衡条件下，检流计G 的指示为零变化时，电桥不平衡，检流计G 的电流不为零。
大学课程通信原理第5章-模拟调制系统课件
调制信号：原始基带信号
模拟调制：调制信号取值连续 数字调制：调制信号取值离散
正弦波模拟调制
载波：携带调制信号的信号
正弦波调制：正弦型信号作为载波 脉冲调制：脉冲串作为载波
正弦波数字调制 脉冲模拟调制 脉冲数字调制
2
1 调制的定义和分类(2)
正弦波模拟调制
调制信号：模拟信号：m(t)
0 0
A 2
M
c
M
c
已调信号的频谱是调制信号频谱的线性搬移。
线性调制
4
2.1 幅度调制的原理(2)
幅度调制器的一般模型
mt
ht
sm t
ht H
cos ct
sm t m t cos ct h t
Sm
1 2
M
c
M
c
H
m t ,ht 不同
双边带调幅(DSB) 标准调幅(AM)
载波分量
DSB分量
m ' t
sAM t
m0
S AM
m0
c
c
1 2
M
'
c
M
'
c
where m ' t M ' .
12
2.1 幅度调制的原理(8)
调幅系数
m ' t
AM
max 1 m0
已调信号的包络与调 制信号成比例变化.
m't
sAM t
m0
m0 m '(t )
sAM t m0 m '(t)
单边带调幅(SSB)
残留边带调幅(VSB) 5
常规调幅AM：H(ω)为全通网络，m(t) 有直流成 分。
第五章 数据采集与处理
二、数据采集系统基本功能
5、能够定时或随时以表格或图形形式 打印采集数据。 6、具有实时时钟 。 7、系统在运行过程中，可随时接受由 键盘输入的命令，以达到随时选择采集、 显示、打印的目的。
第一节
数据采集系统的 基本功能和一般结构
一、数据采集系统组成原理
二、数据采集系统基本功能 三、数据采集系统的一般结构 四、数据采集系统的三种工作方式
二、标度变换 三、非线性补偿 四、查表法 五、上下限检查
本科课程：
计算机控制系统
二、标度变换 在微型计算机控制系统中，检测的物理 参数都有着不同的量纲和数值 ，由A／D转 换后得到的都是只能表示其大小的二进制代 码。 为了便于显示、打印及报警，必须把这些数 字量转换成它所代表的实际值，即工程量， 这就是所谓的标度变换 。 标度变换的方法有：线性变换法、公式转换 法、多项式插值法和查表法等等。
一、数字滤波 2、算术平均滤波 压力、流量等周期变化的参数进行平滑 加工效果较好，而对消除脉冲干扰效果 不理想，所以它不适合脉冲干扰比较严 重的场合。对于n值的选择， 通常流量取12次， 压力取4次。
一、数字滤波 3、限幅滤波 考虑到被测参数在两次采样时间间隔内， 一般最大变化的增量 x 总在一定的范围内， 如果两次采样的实际增量 xn xn1 x 则认为是正常的，否则认为是干扰造成的， 则用上次的采样 xn1 代替本次采样值 xn
一、数字滤波 5、一阶滞后滤波 一阶滞后滤波又称为一阶惯性滤波，它相 当于RC低通滤波器。 假设滤波器的输入电压为 Ui(t) ， 输出为Uo(t) ，则们之间存在下列关系 ：
duo (t ) RC u o (t ) u i (t ) dt
一、数字滤波 5、一阶滞后滤波 采用两点式数值微分公式，可得：
集散控制系统期末复习大纲
24．物理上位于控制站所管辖的I/O机笼之间，连接了主控卡和数据转发卡，用于主控卡与数据转发卡间的信息交换的是。P147
A：信息管理网B：过程控制网C：SBUS-S2D：SBUS-S1
25．WebField JX-300XP系统组态的基本过程包括。
A：总体信息设置B：控制站组态C：操作站组态D：编译E：下载
10、PROFIBUS-PA总线标准是专为（A）设计的。
A、过程自动化 B、继电保护 C、车间级监控及复杂的通信 D、外围设备通信
A：操作站B：工程师站C：现场控制站D：监控计算机
第一章
1．计算机控制系统的工作可归纳为、、等3个步骤P7
2．计算机控制系统由和两大部分组成。P7
3．实时的该念不能脱离具体的过程，一个在线的系统一定是一个实时系统，一个实时控制系统也必定是在线系统。（）P7
4．简述计算机控制系统的组成，并画出系统框图。P7
5
电源机笼
6
电源箱
7
主控卡
8
数据转发卡
9
电流信号输入卡
10
电压信号输入卡
11
热电阻信号输入卡
12
电流信号输出卡
13
开入卡
14
开出卡
15
不冗余端子板
答：
序号
设备名称
型号
数量
备注
1
机柜
1
2
I/O机笼
4
3
HUB
2
4
AC配电箱
1
5
电源机笼
1
6
电源箱
4
7
主控卡
XP243
2
8
数据转发卡
XP233
8
9
A：信息管理网B：过程控制网C：SBUS-S2D：SBUS-S1
25．WebField JX-300XP系统组态的基本过程包括。
A：总体信息设置B：控制站组态C：操作站组态D：编译E：下载
10、PROFIBUS-PA总线标准是专为（A）设计的。
A、过程自动化 B、继电保护 C、车间级监控及复杂的通信 D、外围设备通信
A：操作站B：工程师站C：现场控制站D：监控计算机
第一章
1．计算机控制系统的工作可归纳为、、等3个步骤P7
2．计算机控制系统由和两大部分组成。P7
3．实时的该念不能脱离具体的过程，一个在线的系统一定是一个实时系统，一个实时控制系统也必定是在线系统。（）P7
4．简述计算机控制系统的组成，并画出系统框图。P7
5
电源机笼
6
电源箱
7
主控卡
8
数据转发卡
9
电流信号输入卡
10
电压信号输入卡
11
热电阻信号输入卡
12
电流信号输出卡
13
开入卡
14
开出卡
15
不冗余端子板
答：
序号
设备名称
型号
数量
备注
1
机柜
1
2
I/O机笼
4
3
HUB
2
4
AC配电箱
1
5
电源机笼
1
6
电源箱
4
7
主控卡
XP243
2
8
数据转发卡
XP233
8
9
采样保持器
解决方法： 采用一种器件，在A／D转换时 保持住输入信号电平，在A／D 转换结束后跟踪输入信号的变化。
这种功能的器件就是采样／保持器。
数据采集与处理
2
SDUT
第5章 采样／保持器
5.2 采样／保持器的工作原理
采样／保持器的一般结构形式如图5.1所示。
K
模拟信号 Ui
A
CH 模拟地
UO
驱动信号
图5.1 采样／保持器的一般结构形式 数据采集与处理
数据采集与处理
32
SDUT
5.4 系统采集速率与采样／保持器的关系
U 1LSB
1 U LSB 2
f max
1 n (Hz) 2 tAP
1 2
n 1
(5 6)
f max
t AP
(Hz)
(5 7)
结论： 因为tAP一般远远小于A／D转换器的 转换时间tCONV，所以，有采样／保 持器的系统可采集的信号最高频率 要大于未加采样／保持器的系统。
f max
1 n 2 t CONV
(Hz)
(5 4)
数据采集与处理
29
SDUT
5.4 系统采集速率与采样／保持器的关系
1 如果允许正弦信号电压变化为 LSB ， 2
则系统可采集的最高信号频率为
f max
1 n 1 2 t CONV
(Hz)
(5 - 5)
由（5-4）、（5-5）式可看出，系统 可采集的最高信号频率受A／D转换器的 位数和转换时间的限制。
31
SDUT
5.4 系统采集速率与采样／保持器的关系
f max
1 1 n1 81 6.22(Hz) 6 2 t CONV 2 3.14 100 10
通信原理第5章
(2)
三、实际抽样 ------自然抽样
自然抽样的特点
平顶抽样：
5.2 脉冲编码调制（PCM）
脉冲编码调制(PCM)简称脉码调制，它是一种用一组二进 制数字代码来代替连续信号的抽样值，从而实现通信的方式。 由于这种通信方式抗干扰能力强，它在光纤通信、数字微波通 信、卫星通信中均获得了极为广泛的应用。 PCM是一种最典型的语音信号数字化的波形编码方式。首 先，在发送端进行波形编码(主要包括抽样、量化和编码三个过 程)，把模拟信号变换为二进制码组。编码后的PCM码组的数 字传输方式可以是直接的基带传输，也可以是对微波、光波等 载波调制后的调制传输。在接收端，二进制码组经译码后还原 为量化后的样值脉冲序列，然后经低通滤波器滤除高频分量， 便可得到重建信号 x(t ) 。
1 Ts= 是最大允许抽样间隔，它被称为奈奎斯特间隔，相对 2 fH 应的最低抽样速率fs=2fH称为奈奎斯特速率。
混叠现象
信号的重建
该式是重建信号的时域表达式， 称为内插公式。 它说 明以奈奎斯特速率抽样的带限信号x(t)可以由其样值利用内
插公式重建。这等效为将抽样后信号通过一个冲激响应为
际标准中取μ=255。另外，需要指出的是μ律压缩特性曲线 是以原点奇对称的， 图中只画出了正向部分。
2、A律压扩特性
Ax 1 ln A ,0 x 1 / A z 1 ln( Ax) ,1 / A x 1 1 ln A
• • •
x——压缩器归一化输入电压 z——压缩器归一化输出电压 μ ——压缩器参数
量化的物理过程
q7
x q x q x (t)
q
信号的实际值
6
量化误差
6
信号的量化值