单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第1章 习题与思考题,1-3.,简述数据采集系统的基本结构形式，并,比较其特点。,解,：,数据采集系统的基本结构形式有,微型计算机数据采集系统,集散型数据采集系统,第,2,章 习题与思考题,2-2.,试说明为什么在实际采样中，不能完全,满足采样定理所规定的不失真条件？,解,：,当 时，模拟信号的采样值为,只有在 时，,x,S,(,nT,S,)与,x,(,t,)的幅值才相同。,若模拟信号为,但在工程上很难做到。,2-3.,对某种模拟信号,x,(,t,)，,采样时间间隔,T,S,分,别为,4ms,、,8ms,、,16ms,，,试求出这种模拟,信号的截止频率,f,C,分别为多少,？,解,：,由采样定理 ，有 ，则,当,T,S,=,4ms,时，,f,S,=250Hz,当,T,S,=8,ms,时，,f,S,=125Hz,当,T,S,=,16,ms,时，,f,S,=62.5Hz,第,2,章 习题与思考题,2-4.,采样周期与哪些因素有关？如何选择采,样周期？,解,：,1.,采样周期与信号,x,(,t,),的截止频率,f,C,有关。,2.,根据采样定理 ，确定采样周期。,第,2,章 习题与思考题,2-6.,对采样信号进行量化的最小数量单位是,多少？它与,FSR,和,量化器的位数,n,之间,有何关系？,解,：,2.,q,与,FSR,成正比，与2,n,成反比。,1.,最小数量单位是量化单位,q,，,q=。,第,2,章 习题与思考题,第,3,章 习题与思考题,3-2.,模拟多路开关输入端一般是几个端子？,输出端为几个端子的通道选择器？,解,：,模拟多路开关输入端一般是,8,个端子，,输出端为,1,个端子的通道选择器。,3-3.,某数据采集系统具有,8,个模拟通道。各,通,道输入信号的频率可达,5kHz,，而且至少要用每个采样周期,10,个采样点的速度进,行采样。问：,多路开关的切换速率应是多少？,可选用什么类型的多路开关？,解,：,f,C,=5 kHz，,采样频率,第,3,章 习题与思考题,采样周期,每个采样点的采样周期,切换速率,第,3,章 习题与思考题,第,3,章 习题与思考题,选择多路开关,则,CD4051开关的切换时间为1.6,s,开关的切换速率,多路,开关选择 CD4051。,由,表,3.5,可知,，,CD4051,的,t,on,和,t,off,都为,0.8,s,第,4,章 习题与思考题,4-2.,设一数据采集系统有测量放大器,，,已知,R,1,=,R,2,=5k,，,R,G,=100,，,R,4,=10k,，,R,5,=20k,，,若,R,4,和,R,5,的精度为,0.1%，,试求此放大器的增益及,CMRR,。,解,：,放大器的增益,其次,R,3,=,R,4,当,R,4,-,0.05%，,R,5,+0.05%,时,当,R,4,+0.05%，,R,5,-,0.05%,时,第,4,章 习题与思考题,4-3.,设,AD521,测量放大器的增益为,100,，,试画,出其接线原理图，算出外接电阻值的大小。,解,：,放大器的增益,当 时，,又,R,S,=100,15%,第,4,章 习题与思考题,当,R,S,=100,+15%时，,当,R,S,=100,-,15%时，,第,4,章 习题与思考题,1,2,3,4,5,6,7,8,10,11,12,13,14,+IN,-IN,R,G,10K,U,-,U,OUT,R,S,100K,U,+,其接线原理图,第,4,章 习题与思考题,第,5,章 习题与思考题,第,5,章 习题与思考题,5-6.,设在某数据采集系统中，采样保持器,的孔径时间,t,AP,=10ns，A,/,D,转换器的位,数为,12,位,，,求：,采样精度能达到,LSB,的最高信号频率,f,max,是多少？,若采样保持器的孔径不定,t,AP,=1ns，,则,最高信号频率,f,max,是多少？,解,：,采样精度能达到,LSB,的最高信号频率,第,5,章 习题与思考题,若采样保持器的孔径不定,t,AP,=1ns,则最高信号频率,第,5,章 习题与思考题,5-7.,一个数据采集系统的孔径时间,t,AP,=2ns，,试问一个,10kHz,信号在其变化率最大点,被采样时所能达到的分辨率是多少？,解,：,第,5,章 习题与思考题,相对分辨率,第,5,章 习题与思考题,则有,n,14,第,5,章 习题与思考题,5-8.,设一数据采集系统的输入满量程电压,为,+10V,，模拟输入信号的最高频率是,1kHz,，采样频率为,10kHz,，,A,D,转换,器的转换时间为,10,s,，采样保持器,的,t,AP,=20ns,，保持电压的下降率为,100,V,/,s,，捕捉时间为,50,s,。问,如果允许的孔径误差和下降误差都是,0.02%,，所选的采样保持器能否满足,要求？,捕捉时间能否满足要求？,第,5,章 习题与思考题,解,：,所选的采样保持器能否满足要求？,由于采样/保持器孔径时间应满足,保持电压下降率,应满足,第,5,章 习题与思考题,输入信号的最大变化率为,则 由,有,（,V,）,由,有,第,5,章 习题与思考题,（V）,第,5,章 习题与思考题,由,有,(,ns,),所选的采样保持器不满足要求。,第,5,章 习题与思考题,捕捉时间能否满足要求？,而,捕捉时间满足要求,。,则,5-9.,设一采样保持器在保持阶段，保持电容,C,H,的漏电流,I,D,=10nA,，保持时间为,10ns。,如果希望在保持时间内采样保持器的输,出电压,下降小于,0.1%,，试选择合适的,C,H,值。,解,：,第,5,章 习题与思考题,保持电压下降率为,第,5,章 习题与思考题,由于,1F10,6,F 10,12,pF,则,C,H,0.1pF,第,6,章 习题与思考题,6-1.,A,D,转换时间,t,CONV,=25,s，,最高采样频,率,f,S,kHz，,对应的输入信号最,高频率,f,max,kHz。,解,：,最高采样频率,f,S,最高频率,f,max,6-6.,从,A,D,转换时间考虑，什么情况下用查,询方式好？什么情况下用中断方式好？,第,6,章 习题与思考题,解：,当,t,CONV,较短时，宜用查询方式。,当,t,CONV,较长时，宜用中断方式。,6-9.,在,AD,转换器中，最重要的技术指标是,哪两个？,第,6,章 习题与思考题,解：,转换速率,精度,第,6,章 习题与思考题,6-10.,一般用什么信号来表征,A,D,转换器芯,片是否被选中,？,解：,若,A,/,D,转换器芯片为,AD574A,，,则以,CS=0,表征,A,/,D,转换器芯片被选中。,8-3.,现有一,BASIC,语句为,“,U=(H,*,256+L),*,10/4096,”,，,试问该语句完成什么任务？语句中的,“,H,*,256+L,”,部分起什么作用，为,什么要,“,H,*,256,”,？,第,8,章 习题与思考题,解：,将,12,位二进制码转换成十进制数。,高四位二进制码上移八位，,所以,H,*,256,。,“H,*,256+L”,是将高四位二进制码与低,八位二进制码组合成,12,位二进制码；,8-4.,用,PC-6319,接口板卡的,0,、,1,、,2,通道分,别采集,1,节,、,2,节,、,3,节干电池的电压数,据,，,要求每个通道各采集,10,个数据,，,3,个通道巡回采集,。,设定,PC-6139,接口板,基地址为,0100H,，,试用,QUICK BASIC,语言编写双端输入、程序查询方式取数,的数据采集程序，并将采集到的数据以,“,V,”,为单位,，,按通道号显示在屏幕上,。,第,8,章 习题与思考题,解：,3,个通道巡回采集是指在每个采样时刻，对,3,个通道各采集一次数据。,第,8,章 习题与思考题,CLS,N=10,DIM U1(N),U2(N),U3(N),FOR I=1 TO N,CH%=0,CALL CAIJI(CH%,U),U1(I)=U,CH%=1,CALL CAIJI(CH%,U),第,8,章 习题与思考题,U2(I)=U,CH%=2,CALL CAIJI(CH%,U),U3(I)=U,NEXT I,PRINT U1 ,U2 ,U3,FOR I=1 TO N,PRINT U1(I),U2(I),U3(I),NEXT I,END,第,8,章 习题与思考题,SUB CAIJI(CH%,U),ADDER%=&H100,A=INP(ADDER%+3),OUT ADDER%,CH%,OUT ADDER%+1,0,10IF INP(ADDER%+2)=128 THEN 10,H=INP(ADDER%+2),L=INP(ADDER%+3),U=(H,*,256+L),*,10/4096,-,5,END SUB,8-6.,用,PC-6319,接口板卡来采集温室大棚的,温度数据,，,要求在,24,小时内以每,10,分钟,的间隔采集数据一次,。,设定,PC-6319,接,口板基地址为,0100H,，,程控放大器增益,为,1,，,试用,QUICK BASIC,语言编写单端,输入,、,程序查询方式取数的数据采集程,序,，,并将采集到的数据以,“,”,为单位,显示在屏幕上,。,第,8,章 习题与思考题,第,8,章 习题与思考题,解：,24,小时,=,1440,min=86400 s,24,小时内一共采集,144,个数据。,另外，设温度传感变送器的测量范围为,-5,55,，,输出,0,5V,直流电,信号,。,则,Quick Basic,程序如下。,DIM WD(144),DIM SHARED SUM%,J%,CLS,ADDER%=&H100,A=INP(ADDER%+3),CH=0,J%=1,OUT ADDER%,CH,FOR I=1 TO 300:NEXT I,第,8,章 习题与思考题,第,8,章 习题与思考题,TIMER ON,10 ON TIMER(600)GOSUB 100,IF SUM%=86400 THEN END,GOTO 10,END,100 OUT ADDER%+1,0,FOR I=1 TO 300 :NEXT I,110 IF INP(ADDER%+2)=128 THEN 110,H=INP(ADDER%+2),L=INP(ADDER%+3),U=(H,*,256+L),*,10/4096,WD(J%)=,-,5+605,*,U,PRINT“WD(”;J%;“)=”;WD(J%);“”,SUM%=600,*,J%,J%=J%+1,RETURN,第,8,章 习题与思考题,