测井数据采集技术精选PPT.ppt

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1、关于测井数据采集技术第1页，讲稿共80张，创作于星期二 智能仪器的数据采集系统简称智能仪器的数据采集系统简称DAS（DataAcquisitionSystem），是指将温度、），是指将温度、压力、流量、位移等模拟量进行采集、量化压力、流量、位移等模拟量进行采集、量化转换成数字量后，以便由计算机进行存储、转换成数字量后，以便由计算机进行存储、处理、显示或打印的装置。处理、显示或打印的装置。第2页，讲稿共80张，创作于星期二第一节第一节数据采集系统的组成结构数据采集系统的组成结构传感器传感器模拟信号调理模拟信号调理数据采集电路数据采集电路微机系统微机系统图图3.1数据采集系统的基本组成数据采集系统

2、的基本组成第3页，讲稿共80张，创作于星期二 实际的数据采集系统往往需要同时测量实际的数据采集系统往往需要同时测量多种物理量或同一种物理量的多个测量点。多种物理量或同一种物理量的多个测量点。因此，多路模拟输人通道更具有普遍性。按因此，多路模拟输人通道更具有普遍性。按照系统中数据采集电路是各路共用一个还是照系统中数据采集电路是各路共用一个还是每路各用一个，多路模拟输人通道可分为集每路各用一个，多路模拟输人通道可分为集中采集式和分散采集式两大类型。中采集式和分散采集式两大类型。第4页，讲稿共80张，创作于星期二一、集中采集式一、集中采集式图图3.2集中式数据采集系统的典型结构集中式数据采集系统的典

3、型结构第5页，讲稿共80张，创作于星期二二、分散采集式二、分散采集式(分布式分布式)(a)分布式单机数据采集结构分布式单机数据采集结构第6页，讲稿共80张，创作于星期二通信接口通信接口上位机上位机数据数据采集站采集站1数据数据采集站采集站2数据数据采集站采集站3数据数据采集站采集站N模拟信号和数字信号模拟信号和数字信号(b)网络式数据采集结构网络式数据采集结构图图3.3分布式数据采集系统的典型结构分布式数据采集系统的典型结构第7页，讲稿共80张，创作于星期二第二节第二节模拟信号调理模拟信号调理 在一般测量系统中信号调理的任务较在一般测量系统中信号调理的任务较复杂，除了实现物理信号向电信号的转换

4、、复杂，除了实现物理信号向电信号的转换、小信号放大、滤波外，还有诸如零点校正、小信号放大、滤波外，还有诸如零点校正、线性化处理、温度补偿、误差修正和量程线性化处理、温度补偿、误差修正和量程切换等，这些操作统称为信号调理切换等，这些操作统称为信号调理（SignalConditioning），相应的执行电路），相应的执行电路统称为信号调理电路。统称为信号调理电路。第8页，讲稿共80张，创作于星期二传感传感器器前置放前置放大大低通低通陷波陷波高通高通至采集至采集电路电路图图3.4典型调理电路的组成框图典型调理电路的组成框图第9页，讲稿共80张，创作于星期二一、传感器的选用一、传感器的选用传传感感器器

5、是是信信号号输输人人通通道道的的第第一一道道环环节节，也也是是决决定定整整个个测测试试系系统统性性能能的的关关键键环环节节之之一一。要要正正确确选选用用传传感感器器，首首先先要要明明确确所所设设计计的的测测试试系系统统需需要要什什么么样样的的传传感感器器系系统统对对传传感感器器的的技技术术要要求求；其其次次是是要要了了解解现现有有传传感感器器厂厂家家有有哪哪些些可可供供选选择择的的传传感感器器，把把同同类类产产品品的的指指标标和和价价格格进进行行对对比比，从从中中挑挑选选合合乎乎要求的性能价格比最高的传感器。要求的性能价格比最高的传感器。第10页，讲稿共80张，创作于星期二(一一)对传感器的主

6、要技术要求对传感器的主要技术要求1.具具有有将将被被测测量量转转换换为为后后续续电电路路可可用用电电量量的的功功能能，转换范围与被测量实际变化范围相一致。转换范围与被测量实际变化范围相一致。2.转转换换精精度度符符合合整整个个测测试试系系统统根根据据总总精精度度要要求求而而分分配给传感器的精度指标，转换速度应符合整机要求。配给传感器的精度指标，转换速度应符合整机要求。3.能能满满足足被被测测介介质质和和使使用用环环境境的的特特殊殊要要求求，如如耐耐高高温温、耐耐高高压压、防防腐腐、抗抗振振、防防爆爆、抗抗电电磁磁干干扰扰、体积小、质量轻和不耗电或耗电少等。体积小、质量轻和不耗电或耗电少等。4.

7、能满足用户对可靠性和可维护性的要求。能满足用户对可靠性和可维护性的要求。第11页，讲稿共80张，创作于星期二(二二)可供选用的传感器类型可供选用的传感器类型 对于一种被测量，常常有多种传感器可以测量，对于一种被测量，常常有多种传感器可以测量，例如测量温度的传感器就有：热电偶、热电阻、例如测量温度的传感器就有：热电偶、热电阻、热敏电阻、半导体热敏电阻、半导体PN结、结、IC温度传感器、光纤温度传感器、光纤温度传感器等好多种。在都能满足测量范围、精温度传感器等好多种。在都能满足测量范围、精度、速度、使用条件等情况下，应侧重考虑成本度、速度、使用条件等情况下，应侧重考虑成本低、相配电路是否简单等因素

8、进行取舍，尽可能低、相配电路是否简单等因素进行取舍，尽可能选择性能价格比高的传感器。选择性能价格比高的传感器。第12页，讲稿共80张，创作于星期二1.大信号输出传感器大信号输出传感器:为了与为了与A/D输入要求相适输入要求相适应，传感器厂家开始设计、制造一些专门与应，传感器厂家开始设计、制造一些专门与A/D相配套的大信号输出传感器。相配套的大信号输出传感器。传感器传感器传感器小信号放大信号修正与变换滤波A/D微机微机I/V转换V/F光电耦合小电流小电压大电压大电流图图3.5大信号输出传感器的使用大信号输出传感器的使用第13页，讲稿共80张，创作于星期二2.数字式传感器：数字式传感器一般是采数字

9、式传感器：数字式传感器一般是采用频率敏感效应器件构成，也可以是由敏用频率敏感效应器件构成，也可以是由敏感参数感参数R、L、C构成的振荡器，或模拟电压构成的振荡器，或模拟电压输入经输入经V/F转换等，因此，数字量传感器转换等，因此，数字量传感器一般都是输出频率参量，具有测量精度高、一般都是输出频率参量，具有测量精度高、抗干扰能力强、便于远距离传送等优点。抗干扰能力强、便于远距离传送等优点。第14页，讲稿共80张，创作于星期二传感器放大整形光电隔离计算机传感器整形光电隔离计算机频率量输出开关量输出图图3.6频率量及开关量输出传感器的使用频率量及开关量输出传感器的使用第15页，讲稿共80张，创作于星

10、期二3.集成传感器：集成传感器是将传感器与集成传感器：集成传感器是将传感器与信号调理电路做成一体。例如，将应变片、信号调理电路做成一体。例如，将应变片、应变电桥、线性化处理、电桥放大等做成应变电桥、线性化处理、电桥放大等做成一体，构成集成压力传感器。采用集成传一体，构成集成压力传感器。采用集成传感器可以减轻输人通道的信号调理任务，感器可以减轻输人通道的信号调理任务，简化通道结构。简化通道结构。第16页，讲稿共80张，创作于星期二4.光纤传感器：这种传感器其信号拾取、变光纤传感器：这种传感器其信号拾取、变换、传输都是通过光导纤维实现的，避免了换、传输都是通过光导纤维实现的，避免了电路系统的电磁干

11、扰。在信号输入通道中采电路系统的电磁干扰。在信号输入通道中采用光纤传感器可以从根本上解决由现场通过用光纤传感器可以从根本上解决由现场通过传感器引入的干扰。传感器引入的干扰。第17页，讲稿共80张，创作于星期二二、运用前置放大器的依据二、运用前置放大器的依据多多数数传传感感器器输输出出信信号号都都比比较较小小，必必须须选选用前置放大器进行放大。用前置放大器进行放大。l判判断断传传感感器器信信号号“大大”还还是是“小小”和和要要不不要进行放大的依据又是什么？要进行放大的依据又是什么？l放放大大器器为为什什么么要要“前前置置”,即即设设置置在在调调理理电电路的最前端？路的最前端？l前置放大器的放大倍

12、数应该多大？前置放大器的放大倍数应该多大？第18页，讲稿共80张，创作于星期二VIN前置放大器前置放大器K0后级电路后级电路KVISVIN0VOSVON图图3.7前置放大器的作用前置放大器的作用第19页，讲稿共80张，创作于星期二第20页，讲稿共80张，创作于星期二图图3.8两种调理电路的对比两种调理电路的对比第21页，讲稿共80张，创作于星期二 由于由于K1,所以，所以，这就是说，这就是说，调理电路中放大器设置在滤波器前面有利于调理电路中放大器设置在滤波器前面有利于减少电路的等效输入噪声。减少电路的等效输入噪声。第22页，讲稿共80张，创作于星期二三、信号调理通道中的常用放大器三、信号调理通

13、道中的常用放大器 在智能仪器的信号调理通道中，针对被在智能仪器的信号调理通道中，针对被放大信号的特点，并结合数据采集电路的现放大信号的特点，并结合数据采集电路的现场要求，目前使用较多的放大器有场要求，目前使用较多的放大器有仪用放大仪用放大器器、程控增益放大器程控增益放大器以及以及隔离放大器隔离放大器等。等。第23页，讲稿共80张，创作于星期二(一一)仪用放大器仪用放大器图图3.9仪用放大器的基本结构仪用放大器的基本结构第24页，讲稿共80张，创作于星期二仪仪用用放放大大器器上上下下对对称称，即即图图中中R1=R2，R4R6，R5R7。则放大器闭环增益为：。则放大器闭环增益为：假假设设R4=R5

14、，即即第第二二级级运运算算放放大大器器增增益益为为1，则可以推出仪用放大器闭环增益为：则可以推出仪用放大器闭环增益为：由上式可知，通过调节电阻由上式可知，通过调节电阻RG，可以很方，可以很方便地改变仪用放大器的闭环增益。当采用集便地改变仪用放大器的闭环增益。当采用集成仪用放大器时，成仪用放大器时，RG一般为外接电阻。一般为外接电阻。第25页，讲稿共80张，创作于星期二 在实际的设计过程中，可根据模拟在实际的设计过程中，可根据模拟信号调理通道的设计要求，并结合仪用信号调理通道的设计要求，并结合仪用放大器的以下主要性能指标确定具体的放大器的以下主要性能指标确定具体的放大电路。放大电路。第26页，讲

15、稿共80张，创作于星期二1.非线性度非线性度 它是指放大器实际输出输入关系曲线与它是指放大器实际输出输入关系曲线与理想直线的偏差。理想直线的偏差。当增益为当增益为1时，如果一个时，如果一个12位位A/D转换器有转换器有0.025%的非线性偏差，的非线性偏差，当增益为当增益为500时，非线性偏差可达时，非线性偏差可达0.1%，相当于把相当于把12位位A/D转换器变成转换器变成10位以下转换位以下转换器，故一定要选择非线性偏差小于器，故一定要选择非线性偏差小于0.024%的仪用放大器。的仪用放大器。第27页，讲稿共80张，创作于星期二2.温漂温漂 温漂是指仪用放大器输出电压随温度温漂是指仪用放大器

16、输出电压随温度变化而变化的程度。通常仪用放大器的输变化而变化的程度。通常仪用放大器的输出电压会随温度的变化而发生出电压会随温度的变化而发生(150)V/变化，这与仪用放大器的增益有关。变化，这与仪用放大器的增益有关。第28页，讲稿共80张，创作于星期二3.建立时间建立时间建建立立时时间间是是指指从从阶阶跃跃信信号号驱驱动动瞬瞬间间至至仪仪用用放放大大器器输输出出电电压压达达到到并并保保持持在在给给定定误误差差范范围围内所需的时间。内所需的时间。4.恢复时间恢复时间恢恢复复时时间间是是指指放放大大器器撤撤除除驱驱动动信信号号瞬瞬间间至至放放大大器器由由饱饱和和状状态态恢恢复复到到最最终终值值所所

17、需需的的时时间间。显显然然，放放大大器器的的建建立立时时间间和和恢恢复复时时间间直直接接影影响响数据采集系统的采样速率。数据采集系统的采样速率。第29页，讲稿共80张，创作于星期二5.电源引起的失调电源引起的失调电源引起的失调是指电源电压每变化电源引起的失调是指电源电压每变化1%，引起放大器的漂移电压值。仪用放大器一引起放大器的漂移电压值。仪用放大器一般用作数据采集系统的前置放大器，对于般用作数据采集系统的前置放大器，对于共电源系统，该指标则是设计系统稳压电共电源系统，该指标则是设计系统稳压电源的主要依据之一。源的主要依据之一。第30页，讲稿共80张，创作于星期二6.共模抑制比共模抑制比当当放

18、放大大器器两两个个输输入入端端具具有有等等量量电电压压变变化化值值UI时时，在在放放大大器器输输出出端端测测量量出出电电压压变变化化值值UCM，则则共共模模抑抑制比制比CMRR可用下式计算：可用下式计算：CMRR也也是是放放大大器器增增益益的的函函数数，它它随随增增益益的的增增加加而而增增大大，这这是是因因为为测测量量放放大大器器具具有有一一个个不不放放大大共共模模的的前前端端结结构构，这这个个前前端端结结构构对对差差动动信信号号有有增增益益，对对共共模模信信号号没没有有增增益益。但但CMRR的的计计算算却却是是折折合合到到放放大器输出端，这样就使大器输出端，这样就使CMRR随增益的增加而增大

19、。随增益的增加而增大。第31页，讲稿共80张，创作于星期二(二二)程控增益放大器程控增益放大器 程控放大器是智能仪器的常用部件之一，程控放大器是智能仪器的常用部件之一，在许多实际应用中，特别是在通用测量仪器中，在许多实际应用中，特别是在通用测量仪器中，为了在整个测量范围内获取合适的分辨力，常为了在整个测量范围内获取合适的分辨力，常采用可变增益放大器。在智能仪器中，可变增采用可变增益放大器。在智能仪器中，可变增益放大器的增益由仪器内置计算机的程序控制。益放大器的增益由仪器内置计算机的程序控制。这种由程序控制增益的放大器，称为程控放大这种由程序控制增益的放大器，称为程控放大器。器。第32页，讲稿共

20、80张，创作于星期二图图3.10程控放大器原理框图程控放大器原理框图第33页，讲稿共80张，创作于星期二(三三)隔离放大器隔离放大器 隔离放大器主要用于要求共模抑制比高隔离放大器主要用于要求共模抑制比高的模拟信号的传输过程中，例如输入数据的模拟信号的传输过程中，例如输入数据采集系统的信号是微弱的模拟信号，而测采集系统的信号是微弱的模拟信号，而测试现场的干扰比较大对信号的传递精度要试现场的干扰比较大对信号的传递精度要求又高，这时可以考虑在模拟信号进入系求又高，这时可以考虑在模拟信号进入系统之前用隔离放大器进行隔离，以保证系统之前用隔离放大器进行隔离，以保证系统的可靠性。统的可靠性。第34页，讲稿

21、共80张，创作于星期二由由于于隔隔离离放放大大器器采采用用了了浮浮离离式式设设计计，消消除除了了输输入入、输出端之间的耦合，因此具有以下特点：输出端之间的耦合，因此具有以下特点：1.能能保保护护系系统统元元件件不不受受高高共共模模电电压压的的损损害害，防防止止高高压对低压信号系统的损坏。压对低压信号系统的损坏。2.泄泄漏漏电电流流低低，对对于于测测量量放放大大器器的的输输入入端端无无须须提提供供偏流返回通路。偏流返回通路。3.共共模模抑抑制制比比高高，能能对对直直流流和和低低频频信信号号（电电压压或或电电流流）进行准确、安全的测量。进行准确、安全的测量。第35页，讲稿共80张，创作于星期二图3

22、.12 GF289集成隔离放大器第36页，讲稿共80张，创作于星期二图图3.14GF289典型接法典型接法第37页，讲稿共80张，创作于星期二第三节第三节A/D转换器及接口技术转换器及接口技术A/D转换器是将模拟量转换为数字量的器件，转换器是将模拟量转换为数字量的器件，这个模拟量泛指电压、电阻、电流、时间等参量，这个模拟量泛指电压、电阻、电流、时间等参量，但在一般情况下，模拟量是指电压而言的。在数但在一般情况下，模拟量是指电压而言的。在数字系统中，数字量是离散的，一般用一个称为量字系统中，数字量是离散的，一般用一个称为量子子Q的基本单位来度量。的基本单位来度量。第38页，讲稿共80张，创作于星

23、期二图图3.15量化特性及量化误差量化特性及量化误差第39页，讲稿共80张，创作于星期二 一般而言，一般而言，n位位ADC的理想传输函数由以下的理想传输函数由以下两个式子定义：两个式子定义：第40页，讲稿共80张，创作于星期二图图3.16理想理想ADC的传输特性和量化误差的传输特性和量化误差第41页，讲稿共80张，创作于星期二A/D转转换换器器常常用用以以下下几几项项技技术术指指标标来来评评价价其其质质量水平。量水平。(1)分辨率分辨率ADC的分辨率定义为的分辨率定义为ADC所能分辨的输入模所能分辨的输入模拟量的最小变化量。拟量的最小变化量。(2)转换时间转换时间A/D转换器完成一次转换所需的

24、时间定义为转换器完成一次转换所需的时间定义为A/D转换时间。转换时间。第42页，讲稿共80张，创作于星期二(3)精度精度绝对精度绝对精度 绝对精度定义为：对应于产生一个给定的输出数绝对精度定义为：对应于产生一个给定的输出数字码，理想模拟输入电压与实际模拟输入电压的差字码，理想模拟输入电压与实际模拟输入电压的差值。值。绝对精度由增益误差、偏移误差、非线性误差绝对精度由增益误差、偏移误差、非线性误差以及噪声等组成。以及噪声等组成。第43页，讲稿共80张，创作于星期二相对精度相对精度相对精度定义为在整个转换范围内，任一数字相对精度定义为在整个转换范围内，任一数字输出码所对应的模拟输入实际值与理想值之

25、差输出码所对应的模拟输入实际值与理想值之差与模拟满量程值之比。与模拟满量程值之比。偏移误差。偏移误差。ADC的偏移误差定义为使的偏移误差定义为使ADC的输出最低位为的输出最低位为1，施加到，施加到ADC模拟输入端的实际电压与理论值模拟输入端的实际电压与理论值1/2(Vr2n)(即即0.5LSB所对应的电压值所对应的电压值)之差（又称为之差（又称为偏移电压）。偏移电压）。第44页，讲稿共80张，创作于星期二增益误差增益误差增益误差是指增益误差是指ADC输出达到满量程时，实际模拟输出达到满量程时，实际模拟输入与理想模拟输入之间的差值，以模拟输入满量输入与理想模拟输入之间的差值，以模拟输入满量程的百

26、分数表示。程的百分数表示。线性度误差线性度误差ADC的的线线性性度度误误差差包包括括积积分分线线性性度度误误差差和和微微分分线线性性度度误差两种。误差两种。a积分线性度误差积分线性度误差积分线性度误差定义为偏移误差和增益误差均已调积分线性度误差定义为偏移误差和增益误差均已调零后的实际传输特性与通过零点和满量程点的直线零后的实际传输特性与通过零点和满量程点的直线之间的最大偏离值，有时也称为线性度误差。之间的最大偏离值，有时也称为线性度误差。第45页，讲稿共80张，创作于星期二b微分线性度误差微分线性度误差积分线性度误差是从总体上来看积分线性度误差是从总体上来看ADC的数字输的数字输出，表明其误差

27、最大值。但是，在很多情况下出，表明其误差最大值。但是，在很多情况下往往对相邻状态间的变化更感兴趣。微分线性往往对相邻状态间的变化更感兴趣。微分线性度误差就是说明这种问题的技术参数，它定义度误差就是说明这种问题的技术参数，它定义为为ADC传输特性台阶的宽度（实际的量子值）传输特性台阶的宽度（实际的量子值）与理想量子值之间的误差，也就是两个相邻码与理想量子值之间的误差，也就是两个相邻码间的模拟输入量的差值对于间的模拟输入量的差值对于Vr/2n的偏离值。的偏离值。第46页，讲稿共80张，创作于星期二图图3.17ADC的积分线性度误差的积分线性度误差图图3.18ADC的微分线性度误差的微分线性度误差第

28、47页，讲稿共80张，创作于星期二与微分线性度误差直接关联的一个与微分线性度误差直接关联的一个ADC的常用术语的常用术语是失码（是失码（MissingCord）或跳码）或跳码(SkippedCord)，也，也叫做非单调性。叫做非单调性。图图3.19ADC的失码现象的失码现象第48页，讲稿共80张，创作于星期二温度对误差的影响温度对误差的影响 环境温度的改变会造成偏移、增益和线环境温度的改变会造成偏移、增益和线性度误差的变化。性度误差的变化。第49页，讲稿共80张，创作于星期二二、二、ADC的转换原理的转换原理(一一)比较型比较型ADC比较型比较型ADC可分为反馈比较型及非反馈（直接）可分为反馈

29、比较型及非反馈（直接）比较型两种。高速的并行比较型比较型两种。高速的并行比较型ADC是非反馈的，是非反馈的，智能仪器中常用到的中速中精度的逐次逼近型智能仪器中常用到的中速中精度的逐次逼近型ADC是反馈型是反馈型第50页，讲稿共80张，创作于星期二图图3.20逐次逼近式转换器原理逐次逼近式转换器原理第51页，讲稿共80张，创作于星期二(二二)积分型积分型ADC图图3.21双积分双积分ADC第52页，讲稿共80张，创作于星期二双积分式双积分式ADC的优点：的优点：l对对R、C及及时时钟钟脉脉冲冲Tc的的长长期期稳稳定定性性无无过过高高要要求求即可获得很高的转换精度。即可获得很高的转换精度。l微微分

30、分线线性性度度极极好好，不不会会有有非非单单调调性性。因因为为积积分分输输出出是是连连续续的的，因因此此，计计数数必必然然是是依依次次进进行行的的,即即从从本质上说，不会发生丢码现象。本质上说，不会发生丢码现象。l积积分分电电路路为为抑抑制制噪噪声声提提供供了了有有利利条条件件。双双积积分分式式ADC是是测测量量输输入入电电压压在在定定时时积积分分时时间间T1内内的的平平均均值值，对对干干扰扰有有很很强强的的抑抑制制作作用用，尤尤其其对对正正负负波波形形对称的干扰信号抑制效果更好。对称的干扰信号抑制效果更好。第53页，讲稿共80张，创作于星期二(三三)-型型ADC 过采样过采样-A/D变换器由

31、于采用了过采样技变换器由于采用了过采样技术和术和-调制技术，增加了系统中数字电路的比调制技术，增加了系统中数字电路的比例，减少了模拟电路的比例，并且易于与数字系统例，减少了模拟电路的比例，并且易于与数字系统实现单片集成，因而能够以较低的成本实现高精度实现单片集成，因而能够以较低的成本实现高精度的的A/D变换器，适应了变换器，适应了VLSI技术发展的要求。技术发展的要求。第54页，讲稿共80张，创作于星期二 过采样技术过采样技术图图3.22理想理想3位位ADC转换特性转换特性第55页，讲稿共80张，创作于星期二图图3.23过采样技术原理图过采样技术原理图第56页，讲稿共80张，创作于星期二-调制

32、及噪声整形技术调制及噪声整形技术 图图3.24带模拟滤波和数字滤波的过采样带模拟滤波和数字滤波的过采样第57页，讲稿共80张，创作于星期二图图3.25一阶一阶-ADC第58页，讲稿共80张，创作于星期二图图3.26-调制器的频域线性化模型调制器的频域线性化模型第59页，讲稿共80张，创作于星期二图图3.27整形后的量化噪声分布整形后的量化噪声分布第60页，讲稿共80张，创作于星期二图图3.28二阶二阶-ADC第61页，讲稿共80张，创作于星期二图图3.29信噪比与阶数和过采样倍率之间的关系信噪比与阶数和过采样倍率之间的关系第62页，讲稿共80张，创作于星期二 数字滤波和采样抽取技术数字滤波和采

33、样抽取技术 图图3.30M=4的采样抽取的采样抽取第63页，讲稿共80张，创作于星期二(四四)V/F型型ADC智能仪器中常用的另一种智能仪器中常用的另一种ADC是是V/F型型ADC。它主要由它主要由V/F转换器和计数器构成。转换器和计数器构成。V/F型型ADC的特点是：与积分式的特点是：与积分式ADC一样，对工频干一样，对工频干扰有一定的抑制能力；分辨率较高；特别适合现扰有一定的抑制能力；分辨率较高；特别适合现场与主机系统距离较远的应用场合；易于实现光场与主机系统距离较远的应用场合；易于实现光电隔离。电隔离。第64页，讲稿共80张，创作于星期二三三、常常用用ADC集集成成芯芯片片及及其其与与智

34、智能能仪仪器器中微处理器的接口中微处理器的接口考考虑虑到到逐逐次次逼逼近近式式ADC具具有有转转换换速速度度快快，精精度度较较高高，价价格格适适中中的的优优点点，-型型ADC具具有有转转换换精精度度高高，价价格格低低廉廉的的优优点点，下下面面将将介介绍绍逐逐次次逼逼近近式式ADC-AD574A和和-型型ADC-CS5360及其与及其与CPU的接口。的接口。第65页，讲稿共80张，创作于星期二(一一)AD54A及其与微处理器的接口及其与微处理器的接口图图3.31AD57A的管脚图的管脚图第66页，讲稿共80张，创作于星期二图图3.32ADC574A单极性和双极性输入接法单极性和双极性输入接法第6

35、7页，讲稿共80张，创作于星期二表表3.1AD574的控制状态表：的控制状态表：图图3.33AD574的的8位输出数据格式位输出数据格式第68页，讲稿共80张，创作于星期二图图3.34AD574A启动转换和读数据时序启动转换和读数据时序第69页，讲稿共80张，创作于星期二图图3.35AD574A与与8031的接口的接口第70页，讲稿共80张，创作于星期二表表3.2AD574系列产品主要性能比较系列产品主要性能比较第71页，讲稿共80张，创作于星期二(二二)CS5360)CS5360及其与微处理器的接口及其与微处理器的接口 1.CS5360简介简介uu真正的真正的24位转换位转换uu105dB的

36、动态范围的动态范围uu低噪声，总谐波失真低噪声，总谐波失真95dBuu-A/D转换技术转换技术uu片内数字抗混叠滤波及电压参考片内数字抗混叠滤波及电压参考uu最高采样率最高采样率50KHzuu差动模拟输入差动模拟输入uu单单+5V电源供电电源供电第72页，讲稿共80张，创作于星期二图图3.36CS5360功能框图功能框图第73页，讲稿共80张，创作于星期二图图3.37CS5360串行输出数据格式串行输出数据格式0图图3.38CS5360串行输出数据格式串行输出数据格式1图图3.39CS5360串行输出数据格式串行输出数据格式2第74页，讲稿共80张，创作于星期二2.CS5360与与CPU的接口

37、电路设计的接口电路设计 在设计在设计CS5360的接口电路时，需要考虑的一的接口电路时，需要考虑的一个主要问题是如何将其转换输出的个主要问题是如何将其转换输出的24位串行数位串行数据读出并存储。有两种方案可以考虑：一是将据读出并存储。有两种方案可以考虑：一是将CS5360的数据输出接口直接与的数据输出接口直接与MCU的的I/O口相连，口相连，利用利用MCU内部提供的串行接口或者采用软件来实内部提供的串行接口或者采用软件来实现数据的读出和保存，该方案对现数据的读出和保存，该方案对MCU的速度要求的速度要求相对较高；另一方案是设计专门的硬件电路来实相对较高；另一方案是设计专门的硬件电路来实现数据的读出和存储，适用于采用低速现数据的读出和存储，适用于采用低速MCU的的应用场合。应用场合。第75页，讲稿共80张，创作于星期二图图3.40数字接口电路功能框图数字接口电路功能框图第76页，讲稿共80张，创作于星期二基于基于FPGA的数字接口电路部分的设计的数字接口电路部分的设计图图3.41接口功能框图接口功能框图第77页，讲稿共80张，创作于星期二图图3.42串并转换电路原理图串并转换电路原理图第78页，讲稿共80张，创作于星期二图图3.43工作时序图工作时序图第79页，讲稿共80张，创作于星期二感谢大家观看第80页，讲稿共80张，创作于星期二