通原第7章-模数传输(3)

第7章习题一、单选题1、（C ）的特点是能够使读图者对整个二次回路的构成以及动作过程，都有一个明确的整体概念。

A、安装接线图B、屏面布置图C、归总式原理图D、展开式原理图2、（ C）可以提高系统并列运行的稳定性、减少用户在低电压下的工作时间、减少故障元件的损坏程度，避免故障进一步扩大。

A、可靠性B、选择性C、速动性D、灵敏性3、相对编号常用于（A ）中。

A、安装接线图B、屏面布置图C、归总式原理图D、展开式原理图4、（B ）是指当主保护或断路器拒动时，由相邻电力设备或线路的保护来实现。

A、主保护B、远后备保护C、辅助保护D、近后备保护5、下列电缆编号属于35KV线路间隔的是（ B）。

A、1Y123B、1U123C、1E123D、1S1236、下列（ D）属于电气设备故障。

A、过负荷B、过电压C、频率降低D、单相断线7、小母线编号中，I段直流控制母线正极用（C ）表示。

A、＋KM2B、-KM2C、＋KM1D、-KM18、电压保护属于按（B ）分类。

A、被保护的对象B、保护原理C、保护所起作用D、保护所反映的故障类型9、下列（A ）表示110KV母线电流差动保护A相电流公共回路。

A、A310B、A320C、A330D、A34010、下列不属于微机保护装置人机接口主要功能的是（D ）。

A、调试B、定值调整C、人对机器工作状态的干预D、外部接点输入11、（ A）指正常情况下有明显断开的备用电源或备用设备或备用线路。

A、明备用B、冷备用C、暗备用D、热备用12、110KV及以下线路保护测控装置的线路电压报警为：当重合闸方式为（ C）时，并且线路有流而无压，则延时10秒报线路电压异常。

A、检无压B、检同期C、检无压或检同期D、不检13、继电保护的（ A）是指发生了属于它该动作的故障，它能可靠动作而在不该动作时，它能可靠不动。

A、可靠性B、选择性C、速动性D、灵敏性14、（A ）是以屏面布置图为基础，以原理图为依据而绘制成的接线图，是一种指导屏柜上配线工作的图纸。

【关键字】精品第7章数-模转换与模-数转换第1讲数-模转换一、教学目的：1、数模转换的基本原理。

2、理解常见的数模转换电路。

3、掌握数模转换电路的主要性能指标。

二、主要内容：1、数模转换的定义及基本原理2、权电阻D/A转换器、倒T型D/A转换器的电路结构特点、工作原理及其主要技术参数3、DAC主要性能指标三、重点难点：权电阻D/A转换器、倒T型D/A转换器的电路结构特点、工作原理及其主要技术参数。

四、课时安排：2学时五、教学方式：课堂讲授六、教学过程设计复习并导入新课：新课讲解：[重点难点]权电阻D/A转换器、倒T型D/A转换器的电路结构特点、工作原理及其主要技术参数，逐次逼近型A/D转换器、双积分型A/D转换器的电路结构特点、工作原理及其主要技术参数。

[内容提要]本章介绍数字信号和模拟信号相互转换的基本原理和常见转换电路。

必要性与意义：自然界中，许多物理量是模拟量，电子系统中的输入、输出信号多数也是模拟信号。

而数字系统处理的数字信号却具有抗干扰能力强、易处理等优点；利用数字系统处理模拟信号的情况也越来越普遍。

由于数字系统只能对数字信号进行处理，因此要根据实际情况对模拟信号和数字信号进行相互转换。

随着计算机技术和数字信号处理技术的快速发展，在通信、自动控制等许多领域，常常需要将输入到电子系统的模拟信号转换成数字信号后，再由系统进行相应的处理，而数字系统输出的数字信号，还要再转换为模拟信号后，才能控制相关的执行机构。

这样，就需要在模拟信号与数字信号之间建立一个转换接口电路—模数转换器和数模转换器。

A/D转换定义：将模拟信号转换为数字信号的过程称为模数转换（Analog to Digital），或A/D转换。

能够完成这种转换的电路称为模数转换器（Analog Digital Converter），简称ADC。

D/A转换定义：将数字信号转换为模拟信号的过程称为数模转换（Digital to Analog），或D/A转换。

模数转换的原理及应用1. 模数转换的概述模数转换是一种将一种数字编码转换为另一种数字编码的技术。

在数字通信和计算机领域中，模数转换常用于将数字信号从一种模数转换成另一种模数，以适应不同的应用需求。

这种技术可以在不改变信号本质的情况下实现模数的转换，方便信号的处理和传输。

2. 模数转换的原理模数转换的原理实质上是数字编码的变换。

在模数转换过程中，将一个数字编码映射到另一个数字编码，以实现模数的变换。

常用的模数转换方法有以下几种：2.1 并行-串行转换并行-串行转换是将并行信号转换为串行信号的过程。

在并行通信中，多个数据位同时传输，而在串行通信中，数据位逐位地传输。

并行-串行转换通常需要使用移位寄存器，并通过时钟信号控制数据位的传输次序。

2.2 串行-并行转换串行-并行转换是将串行信号转换为并行信号的过程。

与并行-串行转换相反，串行-并行转换将逐位传输的数据位转换为同时传输的多个数据位。

串行-并行转换常用于提高数据传输速率和数据处理能力。

2.3 数字-模拟转换数字-模拟转换是将数字信号转换为模拟信号的过程。

在数字领域中，信号通常以离散的数字形式表示，而在模拟领域中，信号通常以连续的模拟形式表示。

数字-模拟转换通过采样、量化和编码等步骤将数字信号转换为模拟信号。

2.4 模拟-数字转换模拟-数字转换是将模拟信号转换为数字信号的过程。

与数字-模拟转换相反，模拟-数字转换是将连续的模拟信号转换为离散的数字形式。

模拟-数字转换主要由采样、量化和编码等步骤组成。

3. 模数转换的应用模数转换在许多领域中都有广泛的应用，以下列举了一些常见的应用示例：3.1 数据通信在数码通信系统中，模数转换能够将数字信号转换为模拟信号以便传输，或将模拟信号转换为数字信号以便处理。

模数转换可以实现数据的压缩、编解码、调制解调等功能，为可靠传输和高效数据处理提供支持。

3.2 音频信号处理在音频信号处理领域，模数转换用于将模拟音频信号转换为数字音频信号，以便进行数字音频处理和存储。

第一章绪论1．以无线广播和电视为例，说明图1-3模型中的信息源，受信者及信道包含的具体内容是什么在无线电广播中，信息源包括的具体内容为从声音转换而成的原始电信号，收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换乘的声音；在电视系统中，信息源的具体内容为从影像转换而成的电信号。

收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换成的影像；二者信道中包括的具体内容分别是载有声音和影像的无线电波2．何谓数字信号，何谓模拟信号，两者的根本区别是什么数字信号指电信号的参量仅可能取有限个值；模拟信号指电信号的参量可以取连续值。

他们的区别在于电信号参量的取值是连续的还是离散可数的3．何谓数字通信，数字通信有哪些优缺点传输数字信号的通信系统统称为数字通信系统；优缺点： 1.抗干扰能力强； 2.传输差错可以控制； 3.便于加密处理，信息传输的安全性和保密性越来越重要，数字通信的加密处理比模拟通信容易的多，以话音信号为例，经过数字变换后的信号可用简单的数字逻辑运算进行加密，解密处理；4.便于存储、处理和交换；数字通信的信号形式和计算机所用的信号一致，都是二进制代码，因此便于与计算机联网，也便于用计算机对数字信号进行存储，处理和交换，可使通信网的管理，维护实现自动化，智能化； 5.设备便于集成化、微机化。

数字通信采用时分多路复用，不需要体积较大的滤波器。

设备中大部分电路是数字电路，可用大规模和超大规模集成电路实现，因此体积小，功耗低； 6.便于构成综合数字网和综合业务数字网。

采用数字传输方式，可以通过程控数字交换设备进行数字交换，以实现传输和交换的综合。

另外，电话业务和各种非话务业务都可以实现数字化，构成综合业务数字网；缺点：占用信道频带较宽。

一路模拟电话的频带为4KHZ带宽，一路数字电话约占64KHZ。

4．数字通信系统的一般模型中的各组成部分的主要功能是什么数字通行系统的模型见图1-4所示。

其中信源编码与译码功能是提高信息传输的有效性和进行模数转换；信道编码和译码功能是增强数字信号的抗干扰能力；加密与解密的功能是保证传输信息的安全；数字调制和解调功能是把数字基带信号搬移到高频处以便在信道中传输；同步的功能是在首发双方时间上保持一致，保证数字通信系统的有序，准确和可靠的工作。

第7章A/D、D/A、CMP和TSI模块本章导读：作为工业控制及测量最主要的模块之一，模/数转换(ADC)及数/模转换（DAC)的是嵌入式系统应用的基本内容之一。

比较器CMP也是嵌入式应用系统中基本的控制逻辑之一。

触摸感应接口TSI 作为一种新型的人机交互手段，已应用于越来越多的嵌入式系统。

本章主要知识点有①A/D转换的基本知识及一般编程模型；②D/A转换的基本知识及一般编程模型；③比较器CMP模块的基本知识及一般编程模型；④TSI模块的基本知识及一般编程模型。

7. 1 16位A/D转换模块的驱动构件设计在过程控制和仪器仪表中，多数情况下是由嵌入式计算机进行实时控制及实时数据处理的。

计算机所加工的信息是数字量，而被测控对象往往是一些连续变化的模拟量（如温度、压力、速度或流量等）。

模/数(Analog/Digital，A/D)转换模块是嵌入式计算机与外界连接的纽带，是大部分嵌入式应用中必不可少的重要组成部分，该部分的性能直接影响到嵌入式设备的总体性能。

本节首先简要阐述A/D转换的基础知识，接着给出K60 MCU内部A/D转换模块的基本编程方法，并封装了A/D转换构件，可供实际开发参考使用。

7. 1. 1 A/D转换的基础知识A/D转换模块(Analog To Digital Convert Module)即模/数转换模块，其功能是将电压信号转换为相应的数字信号。

数字控制系统如图7-1所示。

实际应用中，该电压信号可能由温度、湿度、压力等实际物理量经过传感器和相应的变换电路转化而来。

经过A/D转换后，MCU就可以处理这些物理量。

进行A/D转换，应该了解以下一些基本问题：第一，采样精度是多少；第二，采样速率有多快；第三，滤波问题；第四，物理量回归等。

图7-1数字控制系统框图1. 采样精度采样精度就是指数字量变化一个最小量时模拟信号的变化量，即采样位数。

通常，MCU 的采样位数为8位，某些增强型的可达到10位，而专用的A/D采样芯片则可达到12位、14位，甚至16位。

第1章绪论思考题1-1以无线广播和电视为例，说明教材图1-3模型中信源、信宿及信道包含的具体内容是什么？答：（1）在无线电广播中①信源：从声音转换而成的原始电信号。

②信宿：从复原的原始电信号转换成的声音。

③信道：载有声音和影像的无线电波。

（2）在电视系统中①信源：从影像转换而成的电信号。

②信宿：从复原的原始电信号转换成的影像。

③信道：载有声音和影像的无线电波。

1-2何谓数字信号？何谓模拟信号？两者的根本区别是什么？答：（1）数字信号是指载荷消息的信号参量仅有有限个取值的信号；模拟信号是指载荷消息的信号参量取值为连续（不可数、无穷多）的信号。

（2）两者的根本区别在于载荷消息信号参量的取值是连续的还是离散可数的。

时间域上的连续与否不能作为区分模拟信号和数字信号的标准。

1-3何谓数字通信？数字通信有哪些优缺点？答：（1）数字通信是指利用数字信号来传递信息的一种通信系统。

其中主要有信源编码与译码、数字调制与解调、同步以及加密与解密等组成部分。

（2）数字通信的优缺点：①优点：a．抗干扰能力强，且噪声不积累。

数字通信特有的抽样判决再生的接收方式使得其拥有较强的抗干扰能力。

b．传输差错可控。

在数字通信系统中，可通过信道编码技术进行检错与纠错，降低误码率，提高传输质量。

c．易于加密处理，且保密性好。

d．便于存储、处理和交换；数字通信的信号形式和计算机所用的信号一致，都是二进制代码，因此便于与计算机联网，也便于用计算机对数字信号进行存储，处理和交换，可使通信网的管理，维护实现自动化，智能化。

e．易于集成，使通信设备微型化，重量减轻。

f．便于构成综合数字网和综合业务数字网。

采用数字传输方式，可以通过程控数字交换设备进行数字交换，以实现传输和交换的综合。

②缺点：可能需要较大的传输带宽。

1-4数字通信系统的一般模型中各组成部分的主要功能是什么？答：数字通信系统的一般模型中各组成部分的主要功能是：（1）信源编码与译码功能是提高信息传输的有效性和进行模数转换；（2）信道编码和译码功能是进行差错控制，从而增强数字信号的抗干扰能力；（3）加密与解密的功能是保证传输信息的安全；（4）数字调制和解调功能是把数字基带信号搬移到高频处以便在信道中传输；（5）同步的功能是在首发双方时间上保持一致，保证数字通信系统的有序，准确和可靠的工作。