Question

数据采集复习重点

一．名词解释：
1.源负载效应误差：源负载效应误差是指由信号源电阻和开关导通电阻与多路开关所接器件的等效电阻分压所引起的误差。
2.孔径时间：孔径时间是指保持指令给出瞬间到模拟开关有效切断所经历的时间。
3.量化：量化就是把采样信号的幅值与某个最小数量单位的一系列整数倍比较，以最接近与采样信号的幅值的最小数量单位倍数来代替该幅值。这一过程称为“量化过程”，简称“量化”。
4.数据采集：数据采集是指将温度、压力、流量、位移等模拟量采集转换成数字量后，再由计算机进行储存、处理、显示或打印的过程。
5.漏电流：漏电流是指通过断开的模拟开关的电流。

Answer 1

二．翻译题：
1.模拟多路开关：analog multi-channel switch
2.测量放大器：Measurement amplifier
3.采样保持器：Sample-and-hold device
4.模数转换器：analog-to-digital converter
5.直接存储器访问：direct memory access
三．画图题：
1.微型计算机数据采集系统结构图：P3 1-1

2.画图说明双斜积分式A/D转换器的组成和工作原理：P84 6-7
组成：主要由积分器、电压比较器、计数器、时钟发生器和控制逻辑等部分组成。
原理：首先利用两次积分将输入的模拟电压转换成脉冲宽度，然后再以数字测时的方法，将此脉冲宽度转换成数码输出。

四．填空：
1.四种采样方式常规采样、间歇采样、变频采样、下采样。
2.逐次逼近式A/D转换器的主要组成：逐次逼近寄存器SAR、D/A转换器、比较器、基准电源、时序与逻辑电路等部分组成。
3.采样/保持器分串联型和反馈型，两种稳定工作状态分别为跟踪状态、保持状态。
4.P41真值表
5.量化噪声峰-峰值等于 量化单位 ，量化单位越 大 ，量化噪声频率越 低 。
6.与模拟多路开关动态响应有关的两个动态参数是开关的切换时间、开关闭合以后系统的带宽。
7.模拟多路开关一种是机电式另一种是电子式。
8.集成多路开关由场效应管多路开关、地址计数器、译码器、控制电路等集成到一起组成。
9.A/D转换器按怎样比较分为直接比较型、间接比较型。
10.模拟信号转换成数字信号经历了两个断续过程是时间断续、数值断续。
11.对量化单位相同的两个A/D转换器只舍波形的平均量化误差为 q/2 ，最大量化误差为q，有舍有入的平均量化误差为 0 ，最大量化误差为q/2。
五．解答：
1.数据采集系统的任务是什么？其性能优劣的评判标准是什么？
答：采集传感器输出的模拟信号并转换成计算机能识别的数字信号，然后送入计算机进行相应的计算和处理，得出所需要的数据。与此同时将计算得到的数据进行显示或打印，以便实现对某些物理量的监视，其中一部分数据还将被生产过程中的计算机控制系统用来控制某些物理量。
数据采集系统性能的好坏主要取决于他的精度和速度。
2.数据采集系统中采样/保持器的作用是什么？
答：模拟信号进行A/D转换时，从启动、转换结束到输出数字量，需要一定的转换时间。在这个转换时间内，模拟信号要基本保持不变，否则转换精度没有保证，特别当输入信号频率较高时，会造成很大的转换误差。要防止这种误差的产生，必须在A/D转换开始时将输入信号的电平保持住，而在A/D转换结束后又能跟踪输入信号的变化。这些功能就是采样/保持器的作用，即采样/保持器在保持阶段相当于一个“模拟信号储存器”。
3.简述微型计算机数据采集系统的主要特点。
答：A.系统结构简单技术上容易实现，能够满足中小、规模数据采集的要求。
B.微型计算机对环境的要求不是很高，能够在比较恶劣的环境下工作。
C.微型计算机的价格低廉降低了数据采集系统的成本。
D.微型计算机数据采集系统可作为集散型数据采集系统的一个基本组成部分。
E.微型计算机的各种I/O模板及软件都比较齐全，很容易构成系统，便于使用和维修。
4.画出模拟多路开关中一个开关的等同电路。
答：
5.A/D转换器主要技术指标包含哪些？
答：分辨率、量程、精度、转换时间和转换速率、偏移误差、增益误差、线性误差、输出电平、工作温度、对基准电源的要求。
6.请解释偏移误差。
答：偏移误差是指使最低有效位成“1”状态时的实际输出电压与理论输入电压之差。

7.请给出数据采集系统软件设计的注意事项。
答：A.结构合理
B.操作性好
C.具有一定的保护措施
D.提高程序的执行速度
E.给出必要的程序说明
8.数据采集系统的干扰有哪些？
答：从干扰的来源分，分为内部干扰、外部干扰。
按干扰出现的规律分，分为固定干扰、半固定干扰、随机干扰。
从干扰产生和传播的方式分，分为静电干扰、磁场耦合干扰、电磁辐射干扰、电导通路耦合干扰、漏电耦合干扰。
从干扰输入信号的关系分，分为串模（差模）干扰、共模干扰。