第三章信号隔离电路
第三章：电路交换技术
阶段2和3--消息传输&话终释放
（2）消息传输 主、被叫终端间通过用户线及交换机内部建立的通路和中继 线进行通信。
（3）话终释放 ①任何一方挂机表示向本地交换机发出终止通信的信令。 ②使通路涉及的各交换机释放其内部链路和占用的中继
线，供其他呼叫使用。
[回顾]电话呼叫建立和呼叫释放流程图
先看下建立阶段相关信令：
【回顾】电话呼叫建立和呼叫释放流程图（续1）
4：发端交换机根据被叫号码进行号码分析，确定被 叫所在的交换局，然后在发端交换机与终端交换机 之间选择一条空闲的中继电路，向终端交换机发"占 用"信令，我要占用刚才选择好的空闲中继线。 5：终端交换机（终端局）同意中继线占用，向发端 交换机（发端局）发送“占用确认信令”。 6：发端交换机（发端局）向终端交换机发送“选择 路由信令（被叫号码信令）”，以供终端交换机选 择被叫。
• 电路交换的基本过程包括“电路建立阶段”、“通话阶段”、“电路释放阶段”三个过程。
2020/7/9
类似于通信 网工作方式 的：CO实
连接
原理
4
2.1电路交换的原理
电路交换的概念始于电话交换。 1：在电路交换过程中，主叫终端发出呼叫请求，交换机根据网络的资源情况按照主叫的要求试 图连通被叫终端，检测被叫终端状态，并征求被叫用户意愿。 2：如果被叫用户同意接受呼叫，交换机就在主、被叫之间建立一条连接通路，供通信双方传送 消息。 3：该连接通路在通信期间始终保持，直到通信结束才释放建立的连接。其过程如下图所示。
要素3：交换机
主要功能概述： ● 将信源的信息按照用户的要求，找到相应的链路连通到信宿。 ● 也就是说，在信源和信宿之间建立一条连接，以便信源与信宿之间进行通信， 通信结束，拆除该连接。 ● 在电话网中，电话交换机完成对语音信号的交换接续，便于组建大型网络。
第三章开关量输入输出通道1
单片集成程控放大器LH0084
3 隔离放大器
3.4.4 采样/保持器
1 作用：保持快速变化信号的指定时刻的大小
2 原理：
3.4.5 ADC
1 选择时主要考虑的因素：
• MCU内置，还是外置 • 精度 • 速度
2 常用ADC的种类：
• 双积分型 • 逐次比较型 • ∑−∆型 10-14位 8-12位 14-24位
P1.3
P1.4 P1.5 P1.6 P1.7
3.2.3 中断控制式DI
89C51
P1.0 P1.1
DI信号经过隔
隔离保 护、电 平变换 电路
P1.2
P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7
INT1
离保护、电平变换
电路后送到MCU的
外设
某个I/O端口，外部 设备通过一条信号
线通知MCU外部信
3.1.3 输入/输出的控制方式
一、无条件传送方式
直接进行数据传送（接口电路十分简单）
数据
MCU I/O
数据
外设
二、条件（查询式）传送方式
先查询I/O设备当前状态，若准备就绪，则交换数据，否则循环查询状 态。下图为输入端口的条件传送示意图。 优点：可协调外设和CPU的时间差别，接口电路较简单。
DB
补偿，恒温发热，限流，过流保护，液面，气 流测量，电机启动，彩电彩显消磁，延时控制， 非线性振荡等方面。
四、隔离保护
当信号源和仪表之间距离较大时，两地间地电位差会比较大，形成
很大的共模电压。所以应在信号源和仪表之间采取隔离措施以保护仪表
电路的安全。
如图，当两地之间的地电位相差ΔV时，信号源的12V电压对于仪表来 说就成为12V+ ΔV了。而Δ V可能很大。
计算机控制系统4第三章 (2)
②量程 它是指所能转换的电压范围。如5V、10V等。
§第二章 输入输出接口与过程通道技术
A/D转换器
③转换精度 它是指转换后所得结果相对于实际值的准确
度。A/D转换器的转换精度取决于量化误差q、微分线性 度误差DNLE和积分线性度误差INLE 。 积分线性度误差INLE: 在满量程输入范围内，偏离理想转
A/D转换器
PUSH DS
STI MOV AX,DATA
MOV AX,250AH
INT 21H MOV DX,220H
MOV DS,AX
MOV DX,220H IN AL,DX;读数 MOV ADTEMP,AL
MOV AL,21H;发EOI 命令 OUT 20H,AL POP DS;恢复现场 POP DX POP AX IRET
A B C G2A VCC y0 y1 y2
G2B y3 G1 Y7 y4 y5
* 1 * * * 1 1 1 1 1 1 1 1 0 * * * * 1 1 1 1 1 1 1 1
1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1
地
y6
设计时，根据具体接口芯片的要求，AO、 A1用作端口地址。
A/D转换器
例 ： AD574与ISA总线前62根信号线（即PC/XT总线）的接口
§第二章 输入输出接口与过程通道技术
A/D转换器
74LS138 16芯译码器
• A.B.C为选择端 G1、G2A、G2B为允许端 G2=G2A+G2B
G1 G2 C B A Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7
§第二章 输入输出接口与过程通道技术
A/D转换器
信号隔离器原理
信号隔离器原理
信号隔离器是一种常见的电子元件，用于隔离不同电路之间的信号传输，以保护设备免受干扰或损坏。
其原理主要是通过电气隔离来实现，从而确保信号在传输过程中不会相互干扰。
我们来了解一下信号隔离器的基本结构。
通常，信号隔离器由输入端、输出端和隔离元件组成。
输入端接收来自信号源的输入信号，隔离元件将输入信号隔离处理后传输到输出端，输出端再将处理后的信号传送至目标设备。
这种结构有效地阻断了输入端和输出端之间的直接电气连接，从而实现了信号的隔离传输。
信号隔离器的原理在于利用隔离元件（例如光耦、变压器等）来实现输入端和输出端之间的电气隔离。
在工作过程中，输入信号首先经过隔离元件的隔离处理，隔离元件将输入信号转换成另一种形式（例如光信号或磁信号），再传输到输出端。
这样，即使输入端和输出端之间存在电气隔离，也能够确保信号的稳定传输，避免了因电气干扰而造成的信号失真或设备损坏。
信号隔离器在实际应用中具有广泛的用途。
例如，在工业控制系统中，信号隔离器常用于隔离不同回路之间的控制信号，以保护设备免受电气干扰的影响；在医疗设备中，信号隔离器可用于隔离患者和设备之间的信号传输，保证患者的安全；在通信系统中，信号隔离器可用于隔离不同通信设备之间的信号传输，确保通信的稳定性。
信号隔离器通过电气隔离的原理，实现了不同电路之间信号的隔离传输，保护设备免受干扰或损坏。
其在工业控制、医疗设备、通信系统等领域具有重要的应用价值，为设备的稳定运行和数据传输提供了有效的保障。
第三章：信号发生器
3.2 低频信号发生器
概述： 1）低频信号发生器的输出信号频率范围通常为 20HZ~20KHZ，也称为音频信号发生器。 2）低频信号发生器可用于测试调整低频放大器、 传输网络和广播、音响等电声设备，还可为高频 信号发生器提供外部调制信号。
3．2．1 低频信号发生器的主要性能指标 （1）频率范围。1Hz～20KHz或延伸到 1MHz （2）频率稳定度。（0.1～0.4）%/小时 （3）频率的准确度。 ±(1～2)% （4）输出电压。0～10V连续可调 （5）输出功率。0.5～5w连续可调 （6）输出阻抗。50Ω、75Ω、150Ω、 600Ω和5KΩ （7）非线性失真系数。(0.1～1)% （8）输出形式:平衡输出与不平衡输出。
4．输出级：包括功率放大，输出衰减、阻 抗匹配等几部分电路。功放和输出衰减已 在前面讲过，这里就不讲了，由于高频信 号发生器必须工作在 阻抗匹配的条件下， （输出阻抗一般为50欧或75欧）否则将影 响衰减系数、前一级电路的正常工作、降 低输出功率或在输出电缆中形成驻波等。 所以必须在输出端与负载之间加入阻抗变 换器以实现阻抗的匹配。
应用实例：放大倍数等于输出电压与输入电压之比。
毫伏表
信号源 示波器 被测 放大器
放大器放大倍数测量连线图
3.3 函数信号发生器 函数信号发生器实际上是一种多波形信号源， 可以输出正弦波、方波、三角波、斜波、半 波正弦波及指数波等。由于其输出波形均可 用数学函数描述，故命名为函数发生器。目 前函数发生器输出信号的频率低端可至几毫 HZ，高端可达50MHZ。除了作为正弦信号源 使用外，还可以用来测试各种电路和机电设 备的瞬态特性、数字电路的逻辑功能、模数 转换器、压控振荡器以及锁相环的性能。
智能测控系统设计PPT课件
电流放大
XTR110范围选择
智 能 测 控 系 统 设 计
3.7 电压频率变换器（V/F）
1.基本原理
智 能
2.电压频率变换器AD650
测
控 系
3.电压频率变换器AD652
统
设
计
基本原理：电荷平衡转 换法
复位状态：开关在S端， 对应单稳态正脉冲(暂 态)，电容积累电荷。
qc= ucCint=(IRiI)TR
智 能 测 控 系 统 设 计
AD
210
应
用
示 智能例
测 控 系 统 设 计
光电耦合隔离放大器
ISO100
智 能 测 控 系 统 设 计
ISO100主要技术指标
智 能 测 控 系 统 设 计
ISO100应用示例
精密电桥隔离放大器
智 能 测 控 系 统 设 计
3．2 仪器放大器
高精度差动放大器，输入阻抗高，共模抑制 比大，输入失调电压、电流小，输入偏置电 流小，温漂小，时漂小。
智 能
1. 工作原理
测
2. AD522精密集成仪器放大器
控
系
3. AD521精密集成仪器放大器
统 设
4. AD620低价格低功耗仪器放大器
计
5. AD626低价格单电源仪器放大器
6. LM363精密仪器放大器
工作原理
智 能 测 控 系 统 设 计
G=(1+2R1/RG) RS/R3
AD522精密集成仪器放大器
kp
但衰减差。
1(/0)2n
，带通特性平坦，
智 能 测 控 系 统
切比雪夫滤波器： H()
kp
，为常数，
(完整版)测控电路课后习题答案
第一章绪论1- 1 测控电路在整个测控系统中起着什么样的作用？传感器的输出信号一般很微弱，还可能伴随着各种噪声，需要用测控电路将它放大，剔除噪声、选取有用信号，按照测量与控制功能的要求，进行所需演算、处理与变换，输出能控制执行机构动作的信号。
在整个测控系统中，电路是最灵活的部分，它具有便于放大、便于转换、便于传输、便于适应各种使用要求的特点。
测控电路在整个测控系统中起着十分关键的作用，测控系统、乃至整个机器和生产系统的性能在很大程度是取决于测控电路。
1- 2 影响测控电路精度的主要因素有哪些，而其中哪几个因素又是最基本的，需要特别注意？影响测控电路精度的主要因素有：（1）噪声与干扰；（2）失调与漂移，主要是温漂；（3）线性度与保真度；（4 ）输入与输出阻抗的影响。
其中噪声与干扰，失调与漂移（含温漂）是最主要的，需要特别注意。
1- 3 为什么说测控电路是测控系统中最灵活的环节，它体现在哪些方面？为了适应在各种情况下测量与控制的需要，要求测控系统具有选取所需的信号、灵活地进行各种变换和对信号进行各种处理与运算的能力，这些工作通常由测控电路完成。
它包括：（1）模数转换与数模转换；（2）直流与交流、电压与电流信号之间的转换。
幅值、相位、频率与脉宽信号等之间的转换；（3）量程的变换；（4）选取所需的信号的能力，信号与噪声的分离，不同频率信号的分离等；（5）对信号进行处理与运算，如求平均值、差值、峰值、绝对值，求导数、积分等、非线性环节的线性化处理、逻辑判断等。
1- 4 测量电路的输入信号类型对其电路组成有何影响？试述模拟式测量电路与增量码数字式测量电路的基本组成及各组成部分的作用。
随着传感器类型的不同，输入信号的类型也随之而异。
主要可分为模拟式信号与数字式信号。
随着输入信号的不同，测量电路的组成也不同。
图X1-1 是模拟式测量电路的基本组成。
传感器包括它的基本转换电路，如电桥，传感器的输出已是电量（电压或电流）。
现代医疗电子仪器02-05期末试题库
填空:第一章:概述1.医学仪器主要用于对人的疾病进行和。
2.共模抑制比定义为与之比。
3.信噪比定义为与之比。
4.频率响应是指仪器保持时,允许的范围,它是衡量系统增益随频率变化的一个尺度。
5.仪器的灵敏度是指与之比。
6.从人体拾取的生物信号不仅、而且。
常见的交流感应噪声和电磁感应噪声危害较大。
一般来说,更有意义。
7.精密度是指指仪器对测量结果区分程度的一种度量。
用它可以表示在条件下所得数值的接近程度。
8.医用仪器的检测对象是人体。
应确保、、和,有时因产生的危害也是不允许的。
9.医学仪器按用途可分为两大类:和。
10.生物信号一般为、信号,常见的和危害较大。
一般来说,更有意义。
11.生物信号一般为、信号,必须尽量采取各种措施,使噪声影响减至最小。
一般来说,更有意义。
12.输入量时,输出量而上、下漂动、缓慢变化的现象称为零点漂移。
13.在医学仪器的临床应用中,操作者为医生或医辅人员,因此要求医学仪器必须、、。
14.由一个实际系统构造一个模型的任务一般包括两方面的内容:第一是第二是。
15.模型的有效性用符合程度来度量,它可分以下三个不同级别的模型有效:;;。
16.物理模型,根据其与原型相似的形式可分为如下四种类型:;;;。
17.建立生理系统数学模型的方法主要有和两种。
18.医学仪器设计步骤:;;;;;。
1第二章:噪声和干扰19.干扰形成的三个条件:、与。
20.生物信息测量中干扰耦合途径有:;;;;;。
21.生物医学测量系统中的主要噪声类型是:、、。
22.信号隔离是依靠或来传送信号的。
23.通常为了统一,用放大器的固有噪声作为放大器的噪声性能指标。
24.低噪声设计的目的是减小到最低程度。
通常为了统一,用时放大器的固有噪声作为放大器的噪声性能指标。
25.所谓屏蔽泛指在两个空间区域加以,用以控制从一个区域到另一个区域的传播。
26.隔离的方法是使两部分电路,,从而切断从一个电路进入另一个电路的。
第三章:信号处理27.根据生物电信号的特点以及通过电极的提取方式,对生物电放大器前置级提出下述要求:;;、;并设置保护电路。
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2.4 电压-电流(U/I)变换器
输出负载中的电流正比于输入电压的 运算放大器电路称为电压-电流变换器.
第三章 信号隔离电路
1 信号隔离概述
(1)信号隔离的意义 1)强电与弱电隔离 2)微机系统的抗干扰 3)人身安全 (2)信号隔离的原理 把干扰源和受干扰的部分隔离开来,使测控装置与现场 仅保持信号联系,而不发生电的联系. 实质是把引进干扰的通道切断. (3)信号隔离的分类 两类:模拟量和数字量
TLP521-4光电耦合器
(3)继电器隔离
在经过光电隔离耦合器OPTO后，直流部分给继电器 供电，而其输出部分则可直接与220V市电相接。 继电器的驱动电路上常常反接一个保护二极管用于反 向放电。 电阻R为限流电阻。
ห้องสมุดไป่ตู้
3光电隔离固态继电器
固态继电器 SSR 工作原理:
性能特点:
SSR应用:
a.单刀双掷控制电路
b.计算机控制单相交流电动机正反转的接口电路
3.3 模拟量的隔离方法
1.电磁隔离放大器 工作原理:工作时+15V电源由31引脚引入使片内振荡器工作,从而 产生频率为25KHZ的载波信号,通过变压器耦合,经整流和滤波,在隔离 输出部分形成电流和电压.供片内使用和片外使用.
AD202/AD204功能框图
2.注意问题
(1)输入电路
AD202/AD204输入电路
(2)增益和零点调节
增益和零点调节电路
3. AD202/AD204应用电路
(1).低电平的隔离电路
(2).电流-电压变换器的隔离电路
2.线性光电隔离放大器
(1)线性光电隔离原理
线性光电耦合器模拟信号隔离电路
(2).光电耦合放大器应用电路
b.电流环发送电路
c.光电耦合合理使用
(2) 晶闸管输出型光电耦合驱动接口
4N40是常用的单向晶闸管输出型光电耦合器。图3-7是用 4N40控制220V电灯的实例。 4N40输入端限流电阻 的计算如下：
实际应用中可以留一些余量，限流电阻取9lΩ。
MOC3061光电耦合器
带过零触发的双向晶闸管触发电路
2 开关量的隔离方法
(1)晶体管输出型光电耦合器驱动接口 a.使用4N25光电耦合 器的接口电路图。
工作原理：当输入端为高电平时，4N25输入端电 流为0，输出相当于开路，74LS04输入端为高电平，输出 为低电平。当为低电平时，74LS04输出为高电平。 图中 为限流电阻，计算公式如下：
4N25实物与引脚
3650/52光电耦合器的等效电路