吉林大学：《计算机控制技术》课程教学资源（PPT课件讲稿）第二章 计算机控制系统设计的硬件基础 2.6 信号采样与重构

精密电流源 AD584外接少量的元件可构成能提供小电流的电流源，应用电 路见图2.46。图中R为精密电阻，其两端电压被运算放大器AD547 保持在2.5V,所提供电流为2.5VRc,此电路能提供低到毫安、微 安级的稳定电流。 +V AD584 2.5V Rc 4 抽头 公共端 AD547 h=25v风 图2.46AD584构成的精密电流源

精密电流源 AD584外接少量的元件可构成能提供小电流的电流源，应用电 路见图2.46。图中RC为精密电阻，其两端电压被运算放大器AD547 保持在2.5V，所提供电流为2.5V/RC，此电路能提供低到毫安、微 安级的稳定电流。 图2.46 AD584构成的精密电流源

精密电流源 若需要能提供较大电流的电流源，可使用图2.47提 供的电路。 V>15V 4702 2N6040 +Vs 0.1F AD584 1 4A时 +10V 4 公共端 图2.47可提供大电流的精密电流源

精密电流源 若需要能提供较大电流的电流源，可使用图2.47提 供的电路。 图2.47 可提供大电流的精密电流源

士5V电压跟踪基准 使用图2.48所示的电路可以提供士5V电压跟踪基准。 +y 8 10V抽头 0+5V AD584 Q+Vs 5V抽头 AD547 o-5V 公共端 o-Vs 图2.48±5V电压跟踪基淮

5V电压跟踪基准 使用图2.48所示的电路可以提供5V电压跟踪基准。 图2.48 5V电压跟踪基准

4,隔离电源 在计算机控制系统中，为了提高系统运行的安全性、 可靠性和抗干扰能力，需要使用隔离技术（如光电隔离 等)用于隔离计算机系统与信号输入、输出通道以及系 统中互联的单元。而实施隔离技术，最基本的要求是被 隔离的各个部分由独立的或相互隔离的电源供电，以切 断各个部分间的电路联系。因此，隔离电源在计算机控 制系统中是不可缺少的。 两种得到隔离电源的方法

4. 隔离电源 在计算机控制系统中，为了提高系统运行的安全性、 可靠性和抗干扰能力，需要使用隔离技术（如光电隔离 等）用于隔离计算机系统与信号输入、输出通道以及系 统中互联的单元。而实施隔离技术，最基本的要求是被 隔离的各个部分由独立的或相互隔离的电源供电，以切 断各个部分间的电路联系。因此，隔离电源在计算机控 制系统中是不可缺少的。 ❑ 两种得到隔离电源的方法

两种得到隔离电源的方法 采用不同的电源变压器或相互独立的变压器二次绕 组的输出为各隔离部分供电，将它们分别进行整流、稳 压等处理，就可获得互相隔离的直流电源。这种方法可 以有效到抑制高频干扰系统的影响及系统各都分之间 的相互影响，且实现简单，但需要额外的变压器或变压 器绕组，使得系统的体积变大。 采用带电压隔离的DC一DC转换器，它不仅可以实 现直流电压到直流电压的隔离转换，还可以实现通道与 通道之间、输出与输入之间的隔离

两种得到隔离电源的方法 采用不同的电源变压器或相互独立的变压器二次绕 组的输出为各隔离部分供电，将它们分别进行整流、稳 压等处理，就可获得互相隔离的直流电源。这种方法可 以有效到抑制高频干扰对系统的影响及系统各部分之间 的相互影响，且实现简单，但需要额外的变压器或变压 器绕组，使得系统的体积变大。 采用带电压隔离的DC－DC转换器，它不仅可以实 现直流电压到直流电压的隔离转换，还可以实现通道与 通道之间、输出与输入之间的隔离

两种得到隔离电源的方法 DC一DC转换隔离电源的基本原理见图2.49。图中， 输入级滤波器用于抑制来自系统电源的澡声和从调制器 反馈回的脉动信号，调制器把直流信号转换为交流信号 以使其可以通过变压器，由变压器实现电压转换和隔离， 输出解调器分离出所需的直流电平，输出级滤波器抑制 输出噪声和脉动信号。 & 谜波器 调制器 变压器 解调器 滤波器 DC①C 0 (a)原理 b)外部引线 图2.49DC一DC转换隔离电源

图2.49 DC－DC转换隔离电源 两种得到隔离电源的方法 DC－DC转换隔离电源的基本原理见图2.49。图中， 输入级滤波器用于抑制来自系统电源的噪声和从调制器 反馈回的脉动信号，调制器把直流信号转换为交流信号 以使其可以通过变压器，由变压器实现电压转换和隔离， 输出解调器分离出所需的直流电平，输出级滤波器抑制 输出噪声和脉动信号

两种得到隔离电源的方法 图2.50给出了DC一DC转换隔离电源的应用电路。 o+5V +5V DC/DC 图2.50DC一DC转换隔离电源应用

两种得到隔离电源的方法 图2.50给出了DC－DC转换隔离电源的应用电路。 图2.50 DC－DC转换隔离电源应用

2.6信号采样与重构 口1.信号类型定义 ☐2.信号采样 ☐3，采样机理描述 口4.采样定理 口5，计算机控制系统中采样周期的选择 口6.信号重构

2.6 信号采样与重构 ❑ 1. 信号类型定义 ❑ 2. 信号采样 ❑ 3. 采样机理描述 ❑ 4. 采样定理 ❑ 5. 计算机控制系统中采样周期的选择 ❑ 6. 信号重构

,信号类型定义 在计算机控制系统中，存在多种类型的信号，图 2.51给出了典型的计算机控制系统的结构及其各处的信 号形式。 SH和 A/D 数字 D/A 餐蕊 执行器 对兼或 转换器 计算机 转换器 过程 时钟 传感器 或 转换器 图2.51典型计算机控制系统的结构及其各处的信号形式

1. 信号类型定义 在计算机控制系统中，存在多种类型的信号，图 2.51给出了典型的计算机控制系统的结构及其各处的信 号形式。 图2.51典型计算机控制系统的结构及其各处的信号形式

信号类型定义 为便于后续的描述和分析，下面定义几种类型信号， 并在图2.52中给出了图解。 x() x(0来 连续信号 模拟信号 离散信号 (®)模拟信号 (c)采样信号 及采样信号 数字信号 x() x(④ ()整量化信号 (d)数字信号 图2.52信号类型图解

为便于后续的描述和分析，下面定义几种类型信号， 并在图2.52中给出了图解。 信号类型定义 ❑ 连续信号 ❑ 模拟信号 ❑ 离散信号 及采样信号 ❑ 数字信号 图2.52 信号类型图解