nouvelles de l'entreprise Guide de maîtrise de l'OI analogique pour l'acquisition de données

Vous êtes- vous déjà demandé comment les ordinateurs perçoivent la température, la pression ou d'autres signaux analogiques du monde réel?La réponse réside dans la technologie d'entrée/sortie (E/S) analogiqueCet article démystifiera les concepts de base, les principes techniques et les applications de l'E/S analogique, offrant des informations précieuses pour les débutants et les ingénieurs expérimentés.

Dans la nature, des quantités physiques telles que la température, la pression et le débit existent sous forme de signaux analogiques en constante variation.Les interfaces I/O analogiques servent de traducteurs, la conversion des signaux analogiques en signaux numériques (conversion A/D) et inversement (conversion D/A).

• Dispositifs d'entrée analogique (convertisseurs A/D):Convertir les signaux analogiques externes en données numériques pour traitement par ordinateur.
• Dispositifs de sortie analogique (convertisseurs D/A):Transformer les sorties numériques des ordinateurs en signaux analogiques pour contrôler les appareils externes.
• Appareils d'entrée/sortie analogiques combinés:Intégrer les capacités de conversion A/D et D/A.

La conversion A/D consiste à transformer des signaux analogiques continus en valeurs numériques discrètes par deux processus clés:

• Quantification:Divise le signal analogique en niveaux finis, plus de niveaux donnent une plus grande précision.
• Prélèvement:Capture le signal analogique à intervalles réguliers. Des taux d'échantillonnage plus élevés améliorent la fidélité du signal.

Ce processus inverse la conversion A/D, en reconstituant les valeurs numériques en tensions ou courants analogiques pour entraîner des appareils externes.

Pour améliorer l'immunité au bruit et la sécurité, les dispositifs d'E/S analogiques utilisent l'isolation:

• Isolement du bus:Utilise des optocoupleurs pour séparer les circuits informatiques des entrées/sorties externes, empêchant ainsi les interférences électriques.
• Isolement canaux par canaux:Ajout d'un isolement entre les canaux d'E/S individuels, crucial pour les appareils avec des potentiels de terre différents.

Pour sélectionner le bon dispositif d'E/S analogique, il est nécessaire d'évaluer les paramètres suivants:

• Les entrées à une seule extrémitéMesurez la tension par rapport à la terre en utilisant une seule ligne de signal.
• Les entrées différentielles:Mesurer la tension entre deux lignes de signal, en rejetant le bruit de mode commun.

Définit la granularité de la représentation numérique.

• La résolution de 16 bits divise les signaux en 65 536 niveaux.
• La résolution de 12 bits offre 4 096 niveaux.

Les caractéristiques du capteur/actuateur doivent correspondre:

• Unipolaire:Traite uniquement des signaux positifs (par exemple, 0 ′ 10 V).
• Bipolaire:"Synthèse de décomposition" de l'unité d'un système de décomposition de l'unité de décomposition.

Critical pour la précision du signal:

• Le théorème de Nyquist impose un échantillonnage à ≥ 2 × la fréquence du signal.
• Les applications pratiques utilisent souvent un suréchantillonnage 10x pour éviter l'aliasing.

• Les sources de l'horloge:Interne (précise), externe (synchronisée) ou basée sur un logiciel (moins précise).
• Les modes de déclenchement:Commandes logicielles, signaux externes ou activation basée sur le seuil.

Améliore l'efficacité du traitement des données:

• Le FIFO:Séquence d'entrée-sortie.
• Le tampon de l'anneau:Stockage circulaire pour la capture de données déclenchées par un événement.

Permet l'accès direct à la mémoire (DMA) pour les transferts de données à grande vitesse sans surcharge du processeur.

La technologie d'E/S analogique constitue l'épine dorsale de l'automatisation moderne, reliant les phénomènes physiques au contrôle numérique.instruments scientifiques, et au-delà.

• LSB: Je vous en prie.Le moins significatif
• Le MSB:Le plus important
• Résultats:Range à pleine échelle