εταιρικά νέα για Οδηγός για την απόκτηση αντίστοιχων δεδομένων

Έχετε αναρωτηθεί ποτέ πώς οι υπολογιστές αντιλαμβάνονται τη θερμοκρασία, την πίεση ή άλλα αναλογικά σήματα του πραγματικού κόσμου; Ή πώς ελέγχουν τους κινητήρες, τις βαλβίδες και άλλους ενεργοποιητές;Η απάντηση έγκειται στην αναλογική τεχνολογία εισόδου/εξόδου (I/O)Αυτό το άρθρο θα αποσαφηνίσει τις βασικές έννοιες, τις τεχνικές αρχές και τις εφαρμογές της αναλογικής I/O, προσφέροντας πολύτιμες γνώσεις τόσο για αρχάριους όσο και για έμπειρους μηχανικούς.

Στην φύση, φυσικές ποσότητες όπως η θερμοκρασία, η πίεση και ο ρυθμός ροής υπάρχουν ως συνεχώς μεταβαλλόμενα αναλογικά σήματα.Οι αναλογικές διεπαφές I/O χρησιμεύουν ως μεταφραστές, μετατροπή αναλογικών σημάτων σε ψηφιακά (μετατροπή A/D) και αντίστροφα (μετατροπή D/A).

• Συσκευές αναλογικής εισόδου (μετατροπείς A/D):Μετατροπή εξωτερικών αναλογικών σημάτων σε ψηφιακά δεδομένα για επεξεργασία από υπολογιστή.
• Συσκευές αναλογικής εξόδου (μετατροπείς D/A):Μετατρέπουν ψηφιακές εξόδους από υπολογιστές σε αναλογικά σήματα για τον έλεγχο εξωτερικών συσκευών.
• Συνδυασμένες αναλογικές συσκευές I/O:Ενσωματώνει δυνατότητες μετατροπής A/D και D/A.

Η μετατροπή A/D περιλαμβάνει τη μετατροπή συνεχών αναλογικών σημάτων σε διακριτές ψηφιακές τιμές μέσω δύο βασικών διαδικασιών:

• Κβαντοποίηση:Μοιράζει το αναλογικό σήμα σε πεπερασμένα επίπεδα.
• Δοκιμασμός:Παίρνει το αναλογικό σήμα σε τακτά χρονικά διαστήματα.

Αυτή η διαδικασία αντιστρέφει τη μετατροπή A / D, ανακατασκευάζοντας ψηφιακές τιμές σε αναλογικές τάσεις ή ρεύματα για την οδήγηση εξωτερικών συσκευών.

Για την ενίσχυση της ανθεκτικότητας στον θόρυβο και της ασφάλειας, οι αναλογικές συσκευές I/O χρησιμοποιούν απομόνωση:

• Απομόνωση λεωφορείου:Χρησιμοποιεί οπτικοσύνδεσμο για να διαχωρίζει κυκλώματα υπολογιστών από εξωτερικές I/O, αποτρέποντας τις ηλεκτρικές παρεμβολές.
• Απομόνωση μεταξύ καναλιών:Προσθέτει απομόνωση μεταξύ των μεμονωμένων καναλιών I/O, κρίσιμη για συσκευές με διαφορετικά δυναμικά εδάφους.

Η επιλογή της κατάλληλης αναλογικής συσκευής I/O απαιτεί την αξιολόγηση των παρακάτω παραμέτρων:

• Ενιαίες εισροές:Μέτρηση τάσης σε σχέση με το έδαφος χρησιμοποιώντας μια γραμμή σήματος.
• Διαφορετικές εισροές:Μέτρηση τάσης μεταξύ δύο γραμμών σήματος, απορρίπτοντας τον θόρυβο κοινής λειτουργίας.

Ορίζει τη λεπτομέρεια της ψηφιακής αναπαράστασης.

• Η ανάλυση 16 bit διαιρεί τα σήματα σε 65.536 επίπεδα.
• Η ανάλυση 12 bit προσφέρει 4.096 επίπεδα.

Πρέπει να αντιστοιχούν στις προδιαγραφές αισθητήρα/εργοδότη:

• Μονοπολικό:Διαχειρίζεται μόνο θετικά σήματα (π.χ. 0 ̇ 10 V).
• Δυ- πολικό:Δυνατότητα υποδοχής θετικών/αρνητικών σημάτων (π.χ. ±10V).

Κρίσιμος για την ακρίβεια του σήματος:

• Το θεώρημα Nyquist απαιτεί δειγματοληψία σε ≥ 2 × τη συχνότητα του σήματος.
• Οι πρακτικές εφαρμογές χρησιμοποιούν συχνά 10 × υπεραπομψία για να αποφευχθεί η ψευδώνυμη.

• Πηγές ρολογιού:Εσωτερική (ακριβής), εξωτερική (συγχρονισμένη) ή βασισμένη σε λογισμικό (λιγότερο ακριβής).
• Τρόποι ενεργοποίησης:Διοίκηση λογισμικού, εξωτερικά σήματα ή ενεργοποίηση με βάση το κατώφλι.

Βελτιώνει την αποτελεσματικότητα της επεξεργασίας δεδομένων:

• Δελτίο Τύπου:Πρώτος μέσα-πρώτος έξω.
• Δαχτυλικός αποθηκητής:κυκλική αποθήκευση για συλλογή δεδομένων που ενεργοποιούνται από γεγονότα.

Επιτρέπει την άμεση πρόσβαση στη μνήμη (DMA) για μεταφορά δεδομένων υψηλής ταχύτητας χωρίς υπερχρέωση CPU.

Η αναλογική τεχνολογία I/O αποτελεί τη ραχοκοκαλιά του σύγχρονου αυτοματισμού, συνδυάζοντας φυσικά φαινόμενα με ψηφιακό έλεγχο.επιστημονική οργάνωση, και πέρα.

• ΛΣΒ:Λιγότερο Σημαντικό
• MSB:Το πιο σημαντικό κομμάτι
• FSR:Πλήρης κλίμακα