berita perusahaan tentang Panduan Menguasai Analog IO untuk Akuisisi Data

Pernahkah Anda bertanya-tanya bagaimana komputer dapat merasakan suhu, tekanan, atau sinyal analog dunia nyata lainnya? atau bagaimana mereka mengendalikan motor, katup, dan alat penggerak lainnya?Jawabannya terletak pada teknologi input/output analog (I/O)Artikel ini akan mendemistifikasi konsep inti, prinsip teknis, dan aplikasi I/O analog, menawarkan wawasan berharga bagi pemula dan insinyur berpengalaman.

Dalam alam, kuantitas fisik seperti suhu, tekanan, dan aliran ada sebagai sinyal analog yang terus berubah.Antarmuka I/O analog berfungsi sebagai penerjemah, mengkonversi sinyal analog ke digital (konversi A/D) dan sebaliknya (konversi D/A).

• Perangkat input analog (konverter A/D):Mengubah sinyal analog eksternal menjadi data digital untuk pengolahan komputer.
• Perangkat output analog (konverter D/A):Mengubah output digital dari komputer menjadi sinyal analog untuk mengontrol perangkat eksternal.
• Perangkat I/O analog gabungan:Mengintegrasikan kemampuan konversi A/D dan D/A.

Konversi A/D melibatkan transformasi sinyal analog terus menerus menjadi nilai digital diskrit melalui dua proses utama:

• Kuantisasi:Membagi sinyal analog ke dalam tingkat terbatas.
• Pengambilan sampel:Menangkap sinyal analog pada interval yang teratur.

Proses ini membalikkan konversi A/D, merekonstruksi nilai digital menjadi tegangan atau arus analog untuk menggerakkan perangkat eksternal.

Untuk meningkatkan kekebalan suara dan keselamatan, perangkat I/O analog menggunakan isolasi:

• Isolasi bus:Menggunakan optocoupler untuk memisahkan sirkuit komputer dari I/O eksternal, mencegah gangguan listrik.
• Isolasi saluran ke saluran:Menambahkan isolasi antara saluran I / O individu, penting untuk perangkat dengan potensi tanah yang berbeda.

Memilih perangkat I/O analog yang tepat membutuhkan evaluasi parameter berikut:

• Input satu ujung:Mengukur tegangan relatif terhadap tanah menggunakan satu saluran sinyal.
• Input diferensial:Mengukur tegangan antara dua jalur sinyal, menolak kebisingan mode umum.

Mendefinisikan granularitas representasi digital.

• Resolusi 16-bit membagi sinyal menjadi 65.536 tingkat.
• Resolusi 12 bit menawarkan 4.096 tingkat.

Harus sesuai dengan spesifikasi sensor/actuator:

• Unipolar:Mengelola sinyal positif saja (misalnya, 0 ̊10V).
• Bipolar:Mengakomodasi sinyal positif/negatif (misalnya, ±10V).

Kritis untuk akurasi sinyal:

• Teorema Nyquist mewajibkan pengambilan sampel pada ≥ 2 × frekuensi sinyal.
• Aplikasi praktis sering menggunakan 10x oversampling untuk mencegah aliasing.

• Sumber jam:Internal (tepat), eksternal (sinkronisasi), atau berbasis perangkat lunak (kurang akurat).
• Mode pemicu:Perintah perangkat lunak, sinyal eksternal, atau aktivasi berbasis ambang.

Meningkatkan efisiensi penanganan data:

• FIFO:Urutan pertama masuk-pertama keluar.
• Ring buffer:Penyimpanan sirkular untuk pengambilan data yang dipicu oleh peristiwa.

Memungkinkan akses memori langsung (DMA) untuk transfer data berkecepatan tinggi tanpa overhead CPU.

Teknologi I/O analog membentuk tulang punggung otomatisasi modern, menjembatani fenomena fisik dengan kontrol digital.instrumen ilmiah, dan seterusnya.

• LSB:Sedikit signifikan
• MSB:Bagian yang Paling Penting
• FSR:Rentang Skala Penuh