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二章节计算机与仪器分析 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望一、一、计算机控制与计算机控制与数数-模转换器模转换器 (DAC)computer control and digital-analog converter(DAC)计算机：数字符号；计算机：数字符号；分析仪器：模拟信号分析仪器：模拟信号(电压或电流电压或电流)Digital-Analog Converter （DAC）作用：将数字信号转变成模拟量。实现计算机控制。作用：将数字信号转变成模拟量。实现计算机控制。计算机计算机DAC分析仪器分析仪器2022/10/24DAC原理图原理图2022/10/24DAC原理原理 在在一一个个二二进进制制数数字字的的每每一一位位上上对对应应产产生生一一个个与与它它的的数数字字及及权权重重成成正正比比的的电电流流，并并将将每每一一个个逻逻辑辑为为1的的数数位位的的电电流流相相加，成为相应的电流模拟量（或电压模拟量）。加，成为相应的电流模拟量（或电压模拟量）。每一个电阻值与每一个电阻值与“权权”对应，权值越大，电阻越小。二对应，权值越大，电阻越小。二进制数的每一位控制一个开关。进制数的每一位控制一个开关。1开；开；0关。关。2022/10/24表表 10 10位二进制数码经位二进制数码经DACDAC转换对应的电压值转换对应的电压值2022/10/24二、数据采集与模二、数据采集与模/数转换器数转换器(ADC)data collect and analog-digital converter (ADC)作用：作用：将连续的模拟量形式的数据转变成非连续的二进将连续的模拟量形式的数据转变成非连续的二进制形式数据。实现计算机数据采集。制形式数据。实现计算机数据采集。DAC 的逆过程。的逆过程。种类：种类：积分式：高精度，低速度积分式：高精度，低速度跟踪式：高速，跟踪式：高速，易受噪声易受噪声 影响影响多比较器式：最高速，多比较器式：最高速，高分辨高分辨逐次逼近式：高速，逐次逼近式：高速，高分辨高分辨2022/10/24ADC原理原理 设定一数据值，送入设定一数据值，送入 DAC，产生产生Vb，与，与Vi比较，比较，C 满满足要求时，输出一个二进制数字。类似于天平称量加砝码，足要求时，输出一个二进制数字。类似于天平称量加砝码，但由大到小。但由大到小。多比较器式（右图）多比较器式（右图）10位，需位，需1023个的转换器，个的转换器，每个比较器对应一个逻辑输出。每个比较器对应一个逻辑输出。2022/10/24有关问题有关问题（1）采样保持电路采样保持电路 转换需一定时间，在转转换需一定时间，在转换时，保持输入量。换时，保持输入量。（2）干扰及其抑制干扰及其抑制 干扰源：电器，电机等干扰源：电器，电机等 通过阻抗耦合、电场耦通过阻抗耦合、电场耦合、磁场耦合等途径进入数合、磁场耦合等途径进入数据采集系统。据采集系统。如右图所示如右图所示 加屏蔽线，正确接地，加屏蔽线，正确接地，屏蔽线应接现场地。屏蔽线应接现场地。2022/10/24Nyquist采样规则采样规则 计算机处理的任何变量都只能是分立取值，数组；如果计算机处理的任何变量都只能是分立取值，数组；如果要无限精确描述一个连续量要无限精确描述一个连续量-采样间隔为零；受采样速度，采样间隔为零；受采样速度，存储空间限制，实际不可能也不必要。存储空间限制，实际不可能也不必要。如何确定采样频率：保证信号不失真？如何确定采样频率：保证信号不失真？采样频率：采样频率：以最高频率的以最高频率的2倍速度采样。倍速度采样。2022/10/24内容选择：内容选择：第一节第一节 计算机与仪器分析计算机与仪器分析computer and instrument analysis第二节第二节 数据采集与计算机控制数据采集与计算机控制computer control and data collection第三节第三节 信息处理与数据挖掘技术信息处理与数据挖掘技术information process and technology of date excavate第四节第四节 人工智能与仿真模拟人工智能与仿真模拟artificial intelligence and multimedia experiment simulation technology结束结束2022/10/24