bedrijfsnieuws over Gids voor het beheersen van analoog IO voor gegevensverwerving

Heb je je ooit afgevraagd hoe computers temperatuur, druk of andere analoge signalen in de echte wereld waarnemen?Het antwoord ligt in analoge input/output (I/O) technologieDit artikel zal de kernconcepten, technische principes en toepassingen van analoge I/O ontmaskeren en waardevolle inzichten bieden voor zowel beginners als ervaren ingenieurs.

In de natuur bestaan fysische grootheden zoals temperatuur, druk en stroomfrequentie als continu veranderende analoge signalen.Analoge I/O-interfaces dienen als vertalers, het omzetten van analoge signalen in digitale (A/D-conversie) en omgekeerd (D/A-conversie).

• Analoog-invoertoestellen (A/D-omvormers):Het omzetten van externe analoge signalen in digitale gegevens voor computerverwerking.
• Analoog-uitgangsapparatuur (D/A-omvormer):Digitale uitgangen van computers omzetten in analoge signalen om externe apparaten te bedienen.
• Gecombineerde analoge I/O-apparaten:Integreer zowel A/D- als D/A-conversie mogelijkheden.

A/D-conversie omvat het transformeren van continue analoge signalen in discrete digitale waarden door twee belangrijke processen:

• Quantisatie:De analoge signaal wordt verdeeld in eindige niveaus.
• Monsterneming:Het analoge signaal wordt op regelmatige tijdsintervallen vastgelegd.

Dit proces keert de A/D-conversie om en reconstrueert digitale waarden in analoge spanningen of stromen om externe apparaten aan te sturen.

Om de geluidsdichtheid en de veiligheid te verbeteren, worden analoge I/O-apparaten geïsoleerd:

• Isolatie van de bus:Gebruikt optocouplers om computercircuits te scheiden van externe I/O, waardoor elektrische interferentie wordt voorkomen.
• Isolatie van kanaal tot kanaal:Voegt isolatie toe tussen individuele I/O-kanalen, cruciaal voor apparaten met verschillende grondpotentialen.

Voor de keuze van het juiste analoge I/O-apparaat moeten de volgende parameters worden beoordeeld:

• Eén-einde-invoer:Meet de spanning met één signaallijn.
• Differentiële ingangen:Meten van de spanning tussen twee signaallijnen, door ruis van de gewone modus af te wijzen.

Definieert de granulariteit van digitale weergave.

• 16-bits resolutie verdeelt signalen in 65.536 niveaus.
• 12-bits resolutie biedt 4.096 niveaus.

moet overeenkomen met de specificaties van de sensor/actuator:

• Unipolair:Beheer alleen positieve signalen (bijv. 0 ̊10V).
• Bipolair:"Technische apparatuur" voor de "ontwikkeling" of "ontwikkeling" van "technische apparatuur" voor de "ontwikkeling" van "technische apparatuur".

Critisch voor signaalnauwkeurigheid:

• De stelling van Nyquist vereist een bemonstering bij ≥2x de signaalfrequentie.
• Praktische toepassingen gebruiken vaak 10x oversampling om aliasing te voorkomen.

• Klokbronnen:Interne (precieze), externe (gesynchroniseerde) of op software gebaseerde (minder nauwkeurige).
• Triggermodus:Softwarecommando's, externe signalen of drempelwaardige activering.

Verbetert de efficiëntie van de gegevensverwerking:

• FIFO:Eerst-in-eerst-uit sequencing.
• Ringbuffer:Circulaire opslag voor event-triggered data capture.

Direct geheugen (DMA) voor snelle gegevensoverdracht zonder CPU overhead.

De analoge I/O-technologie vormt de ruggengraat van de moderne automatisering en verbindt fysieke verschijnselen met digitale besturing.wetenschappelijke instrumentatie, en daarbuiten.

• LSB:Het kleinste stukje
• MSB:Het belangrijkste stukje
• FSR:Volledige schaalbereik