3、 简述V/I/V转换技术的(1)作用(4分);(2)与特点(4分)。 答:(1)V/I/V转换技术是一种定流输出电路,作用是将输出电压量转变为电流量实现信号远距传输(4分);(2)其特点是:接口简单、定电流输出、抗干扰能力强、便于远距离传输。(4分)
4、 简述(1)逐次逼近型A/D转换原理(4分);(2)模拟输入量0~5V,8位数字输出的最
小分辨率(4分)。 答:(1)用输入的模拟量与半数字量的模拟电压比较,以确定最高位取1或取0,从最高位到最低位逐次比较,依次确定各位取1或取0,当最低位取值确定后,则转换完成。(4分) (2)8位数字输出,说明转换有256量化级,所以最小分辨率是256分之一倍的5V,即19.6mV。(4分)
5、 简述(1)PI控制算法的作用(4分);(2)与PD算法相比有何特点(4分)。 答:(1)PI算法的作用是是控制系统的控制灵敏度高,且控制无静差(4分);(2)其特点是:PI算法相对简单且无静差,其增量型算法非常适合编程实现控制功能;PD算法响应速度较快,但存在静差。(4分)
6、 简述(1)临界比例度法有何作用?(4分);(2)工程上实际应用中有何限制?(4分)。 答:(1)临界比例度法是在PID控制中选择一个合适的比例度使控制系统的响应曲线出现等幅振荡,并以此比例度和振荡周期为依据查表计算P、I、D的最佳参数。(4分)
(2)工程实际应用中需要使控制系统产生振荡,如果工艺过程不允许振荡则不能选用此方法。(4分)
评卷得分 五、浅析题
复核人 人 1、 浅析(1)量化误差形成的原因(4分),(2)说明减小量化误差的方法(4分)。 析:(1)采样后的离散信号在幅值上还是模拟的,需要进行量化,量化过程是一个类似四舍五入的过程,客观上存在误差。(4分)
(2)误差的大小取决于数字位数或量化级数的大小,减小量化误差的最有效方法之一是增加数据位数,提高量化级数,其次是选用精度高的电子元器件。(4分)
2、 浅析(1)V/I/V变换的作用(4分),(2)这种变换在工程上有何意义?(4分) 析:(1)V/I/V变换的作用是在发送端将定压输出的信号转变为定流输出,在接收端再将定流信号转变为定压信号。(4分)
(2)这种变换的意义其一在于提高信号传输过程中的抗干扰能力;其二是消除定压输出在传输线路上的损耗,使接收稳定可靠。(4分)
3、 浅析(1)平均值数字滤波作用(4分),(2)说明数字滤波与模拟滤波相比的优点(4
分)。 析:(1)平均值滤波就是对多个采样值进行平均算法,是消除随机误差最常用的的一种方法。(4分)
(2)优点:①无需增加任何硬件设备,从而降低成本;②各回路间不存在阻抗匹配,所以系统可靠性高;③可多通道共享;④可以对频率很低的信号滤波;⑤可以根据需要选择不同的滤波方法或滤波参数。(4分)
4、 浅析(1)光电耦合器的作用(4分),(2)这种耦合适用于开关量还是模拟量传输?(4
分) 析:(1)光电耦合器的作用是传输信号,同时隔离前后级的电气联系。(4分)
(2)光电耦合有开关量耦合芯片,用光通量的有无传输开关信号,芯片价格便宜;也有线性耦合芯片,用光通量的强弱传输模拟信号,价格较高。(4分)
5、 浅析(1)什么是模拟地什么是数字地?(4分),(2)为什么通常要把模拟地与数字地
分开连接?(4分)。 析:(1)数据采集系统中,逻辑电路的返回端称为数字地;模拟电路的公共端称为模拟地。(4分)
(2)数字电路部分由于可能存在竞争冒险,输出信号可能存在尖峰毛刺,模拟电路多为小信号放大电路,极易受干扰,为了减小或消除这种干扰使系统稳定工作,所以通常要把模地与数地分开连接。(4分)
6、 浅析(1)A/D转换时为什么前端要加电压保持电路?(4分),(2)常用电压保持电路
有哪些?(4分) 析:(1)A/D转换需要一个转换过程,前端加电压保持电路是为了保证在转换过程中信号稳定,提高转换精度。(4分)
(2)常用电压保持电路有高频开关和采样电容组成,也有专用采样保持芯片和采样电容组成。(4分)
评卷得分 六、设计题
复核人 人 1、 请用一片51单片机、五只按钮、一个LED八端共阳数码管,以及合适的与非门,设计一个能即时响应并显示0~4的键入与显示操作界面。
(1) 画出电路原理图;(4分) (2) 写出指令源程序。(4分)
2、 请用51单片机P1口作为并行数据输入端,单片机内其他资源任选,对数据采样5次,
编程实现平均值滤波功能。
(1) 画出程序方框图;(4分) (2) 写出指令源程序。(4分)
3、 请用一片51单片机、五只按钮、一片DAC0832芯片,设计一个能在仿真界面上用示波
器显示三角波的信号发生器。
(1) 画出电路原理图;(4分) (2) 写出指令源程序。(4分)