notícias da empresa sobre Guia para Dominar E/S Analógicas para Aquisição de Dados

Já se perguntou como os computadores percebem a temperatura, a pressão ou outros sinais analógicos do mundo real?A resposta reside na tecnologia analógica de entrada/saída (I/S)Este artigo irá desmistificar os conceitos fundamentais, princípios técnicos e aplicações da E/S analógica, oferecendo insights valiosos para iniciantes e engenheiros experientes.

Na natureza, quantidades físicas como temperatura, pressão e taxa de fluxo existem como sinais analógicos em constante variação.Interfaces de E/S analógicas servem como tradutores, a conversão de sinais analógicos em digitais (conversão A/D) e vice-versa (conversão D/A).

• Dispositivos de entrada analógicos (conversores A/D):Converter sinais analógicos externos em dados digitais para processamento por computador.
• Dispositivos de saída analógica (conversores D/A):Transformar as saídas digitais dos computadores em sinais analógicos para controlar dispositivos externos.
• Dispositivos de E/S analógicos combinados:Integrar as capacidades de conversão A/D e D/A.

A conversão A/D envolve a transformação de sinais analógicos contínuos em valores digitais discretos através de dois processos-chave:

• Quantização:Divide o sinal analógico em níveis finitos.
• Amostragem:Captura o sinal analógico em intervalos regulares.

Este processo inverte a conversão A/D, reconstruindo valores digitais em voltagens ou correntes analógicas para acionar dispositivos externos.

Para melhorar a imunidade ao ruído e a segurança, os dispositivos analógicos de E/S utilizam isolamento:

• Isolamento do autocarro:Usa optoacopladores para separar circuitos de computador de I/O externos, evitando interferências elétricas.
• Isolamento de canal para canal:Adiciona isolamento entre canais de E/S individuais, crucial para dispositivos com diferentes potenciais de terra.

A selecção do dispositivo de E/S analógico adequado requer a avaliação dos seguintes parâmetros:

• Input de ponta única:Meça a tensão em relação à terra usando uma linha de sinal.
• Input diferencial:Medir a tensão entre duas linhas de sinal, rejeitando o ruído de modo comum.

Define a granularidade da representação digital.

• A resolução de 16 bits divide os sinais em 65.536 níveis.
• A resolução de 12 bits oferece 4.096 níveis.

Deve corresponder às especificações do sensor/actuador:

• Unipolar:Gerencia apenas sinais positivos (por exemplo, 0 ′ 10 V).
• Bipolar:A capacidade de armazenar sinais positivos/negativos (por exemplo, ± 10 V).

Critical para a precisão do sinal:

• O teorema de Nyquist exige amostragem a ≥ 2 × a frequência do sinal.
• Aplicações práticas muitas vezes usam 10x sobre amostragem para evitar aliasing.

• Fontes do relógio:Interno (preciso), externo (sincronizado) ou baseado em software (menos preciso).
• Modo de disparo:Comandos de software, sinais externos ou ativação baseada em limiar.

Melhora a eficiência do tratamento de dados:

• FIFO:Sequenciação primeiro-em-primeiro-fora.
• Anel tampão:Armazenamento circular para a captura de dados desencadeados por eventos.

Permite o acesso direto à memória (DMA) para transferências de dados de alta velocidade sem sobrecarga da CPU.

A tecnologia de E/S analógica constitui a espinha dorsal da automação moderna, ligando fenômenos físicos ao controlo digital.instrumentos científicos, e além.

• LSB:Um pouco menos significativo
• MSB:Parte Mais Significativa
• FSR:Faixa de escala completa