第二章信号转换器

转换器作用转换器是一种将一种形式、一种类型或一种状态转化为另一种形式、另一种类型或另一种状态的设备或工具。

它可以是电子设备，也可以是机械设备。

转换器在不同领域中都有广泛的应用，其作用可以总结如下：1. 电能转换器：电能转换器是将电能从一种形式转换为另一种形式的设备。

最常见的电能转换器是变压器，它可以将高电压转换为低电压或低电压转换为高电压。

此外，还有直流交流电转换器、电力电子变流器等，它们可以将直流电转换为交流电或交流电转换为直流电，满足不同电气设备的需求。

2. 信号转换器：信号转换器用于将一种类型的信号转换为另一种类型的信号。

例如，模数转换器可以将模拟信号转换为数字信号，而数模转换器可以将数字信号转换为模拟信号。

这在数字通信、音频处理、图像处理等领域有重要的应用。

3. 传感器转换器：传感器转换器将传感器所测量的物理量转换为电信号，方便测量、监测和控制。

这些转换器通常使用放大器、滤波器、模数转换器和数字处理器等电子器件。

例如，温度传感器转换器可以将温度转换为电压信号，压力传感器转换器可以将压力转换为电流信号，以满足不同领域对物理量测量的需求。

4. 语言转换器：语言转换器可以将一种语言转换为另一种语言，促进不同语言之间的沟通和交流。

这可以是人工翻译，也可以是使用机器翻译软件。

语言转换器在国际旅游、商务交流、学术研究等方面发挥重要作用，帮助人们跨越语言障碍，加深彼此了解。

5. 能源转换器：能源转换器将一种能源转换为另一种能源。

例如，太阳能光电转换器可以将太阳能转换为电能，燃料电池可以将化学能转换为电能，热能转换器可以将热能转换为机械能。

能源转换器帮助我们更有效地利用能源资源，促进可再生能源的发展和应用。

总的来说，转换器在各个领域中都有着重要的作用。

它们可以将一种形式、一种类型或一种状态转换为另一种，以满足不同的需求和应用。

通过转换器，我们可以改变能量形式、信号类型、语言表达方式等，为人们的生活和工作带来更多便利和可能性。

转换器工作原理转换器是一种电气设备，它将一个电源输入信号转换为另一种电气信号输出。

转换器的工作原理可以根据不同的类型分为很多种。

以下是一些常见的转换器的工作原理：1. 直流到交流转换器（逆变器）：直流到交流转换器主要用于将直流电源转换为交流电源。

它通过使用一对开关管和滤波电容电感器的组合来实现。

当开关管连通时，从直流输入电源中的电容器充电，然后断开连通并连接到交流输出电路中。

通过控制开关管的导通和断开时间，可以产生所需的交流输出波形。

2. 交流到直流转换器（整流器）：交流到直流转换器主要用于将交流电源转换为直流电源。

它通常使用二极管桥和滤波器电容器来实现。

二极管桥将交流输入信号转换为脉冲形式，并通过滤波器电容器将其平滑为直流信号。

滤波器中的电容器会存储电荷，并在无电流流过时释放。

3. 直流到直流转换器（DC-DC转换器）：直流到直流转换器可以将一个直流电源的电压或电流转换成另一个直流电压或电流。

其中一种常见的转换器是降压转换器（Buck Converter），它通过开关管周期性地打开和关闭来改变输入电压的平均值。

当开关管关闭时，能量会存储在电感器中，而当开关管打开时，能量会从电感器传输到负载中。

4. 交流到交流转换器（AC-AC转换器）：交流到交流转换器可以将一个交流电源的电压、频率或相位转换为另一个交流电压、频率或相位。

其中一种常见的转换器是谐振转换器（Resonant Converter），它利用谐振电路的特性来实现高效率的电能转换。

这些是常见的转换器的工作原理。

不同类型的转换器采用不同的电路结构和控制方法来实现所需的电能转换。

信号转换器原理信号转换器，又称信号调理器或信号调理设备，是一种电子设备，其主要功能是将一种类型的信号转换为另一种类型，以便于信号的传输、处理、记录或显示。

信号转换器广泛应用于各种电子系统和仪器中，如通信系统、测量仪器、控制系统等。

本文将详细介绍信号转换器的原理，包括信号转换的必要性、信号转换器的类型和工作原理。

一、信号转换的必要性在电子系统中，信号往往需要在不同的电路或设备之间传输。

由于不同电路或设备的电气特性、信号幅度、阻抗等可能存在差异，直接连接可能导致信号失真、衰减或无法传输。

此外，信号处理、记录和显示设备往往对输入信号有一定的要求，如幅度范围、阻抗匹配等。

因此，为了实现信号在不同电路或设备之间的有效传输和满足后续处理要求，需要对信号进行转换。

二、信号转换器的类型信号转换器可根据转换的信号类型和转换原理进行分类。

常见的信号类型包括电压信号、电流信号、频率信号、数字信号等。

以下是一些常见的信号转换器类型：1. 电压-电流转换器（V/I转换器）：将电压信号转换为电流信号。

这种转换器常用于长距离传输，因为电流信号对线路电阻和干扰的敏感性较低。

2. 电流-电压转换器（I/V转换器）：将电流信号转换为电压信号。

这种转换器常用于将传感器的电流输出转换为电压信号，以便于后续处理和显示。

3. 频率-电压转换器（F/V转换器）：将频率信号转换为电压信号。

这种转换器常用于测量和控制系统中，将频率变化转换为电压变化以反映物理量的变化。

4. 模拟-数字转换器（ADC）：将模拟信号转换为数字信号。

ADC广泛应用于各种电子系统中，如数字音频、数字图像处理等，以实现模拟信号的数字化处理和存储。

三、信号转换器的工作原理不同类型的信号转换器具有不同的工作原理。

以下是一些常见信号转换器的工作原理简介：1. 电压-电流转换器（V/I转换器）：V/I转换器通常采用运算放大器和反馈电阻构成。

输入电压信号通过运算放大器放大后，驱动反馈电阻产生输出电流。

转换器的工作原理
转换器的工作原理是将输入的某种物理形式或表示形式转化为另一种物理形式或表示形式。

它可以通过改变信号的频率、振幅、相位或形状来实现转换。

基本上，转换器的工作原理可以分成以下几个步骤：
1. 输入信号获取：转换器首先会获取输入信号，这可以是电流、电压、声音、光线等各种形式。

2. 传感器转换：如果输入信号需要转换为另一种物理形式，转换器可能会使用传感器来将输入信号转换为电信号。

传感器可能会测量某一物理量，如温度、压力、位置等，并将其转换为电信号。

3. 信号处理：转换器会进行一些信号处理操作，如放大、滤波、调制等，以便更好地处理输入信号。

4. 转换操作：转换器会根据需要进行特定的转换操作，如数字到模拟转换、模拟到数字转换、频率转换等。

这些操作可以使用各种电子元件（如运算放大器、滤波器、模数转换器、数模转换器等）完成。

5. 输出信号生成：最后，转换器会生成输出信号，这可能是电流、电压、声音、光线等。

需要注意的是，不同类型的转换器可能有不同的工作原理。

例
如，模数转换器会将模拟信号转换为数字信号，而数模转换器则会将数字信号转换为模拟信号。

因此，具体的工作原理会根据转换器的类型而有所不同。

be i ng 第2章 习题参考答案1.什么是接口、接口技术和过程通道？答：接口是计算机与外设交换信息的桥梁，包括输入接口和输出接口。

接口技术是研究计算机与外部设备之间如何减缓信息的技术。

过程通道是计算机与生产过程之间的信息传送和转换的连接通道。

2.采用74LS244和74LS273与PC/ISA 总线工业控制机接口，设计8路数字量（开关量）输入接口和8路数字量（开关量）输出接口，请画出接口电路原理图，并分别编写数字量输入和数字量输出程序。

答：数字量输入接口设片选端口地址为port MOV DX,portMOV DPTR,PORTMOVX A,@DPTRINAL,DX74LS244PC 总线*IOR(*RD)_数字量输出接口MOV AL,DATA MOV A,DATAMOV DX ，port MOV DPTR,PORT OUTDX,ALMOVX @DPTR,A3.用8位A/D 转换器ADC0809与8051单片机实现8路模拟量采集。

请画出接口原理图，并设计出8路模拟量的数据采集程序。

输出信号PC 总线(*WR)程序：ORG 0000HMOV R0，#30H ；数据区起始地址存在R0MOV R6，#08H ；通道数送R6MOV IE，#84H ；开中断SETB IT1 ；外中断请求信号为下跳沿触发方式MOV R1，#0F0H ；送端口地址到R1NEXT：MOVX @R1，A ；启动A/D转换LOOP:SJMP LOOPINC R0INC R1DJNZ R6，NEXT ；8路采样未接受，则转NEXTCLR EX1 ；8路采样结束，关中断END中断服务程序：ORG 0003H ；外中断1的入口地址AJMP 1000H ；转中断服务程序入口地址ORG 1000HMOVX A，@R1 ；读入A/D转换数据MOV @R0，A ；将转换的数据存入数据区RETI ；中断返回ORG 0000HMOV R1，#30HMOV R2，#0F0HA1: MOV DPTR, R2MOVX @DPTR, ALOOP: JNB P3.2 , LOOPMOVX A, @DPTRMOV @R1，AINC R2INC R1CJNE R2, 0F7H, A1END4.用12位A/D 转换器AD574与PC/ISA 总线工业控制机接口，实现模拟量采集。

测控总线与仪器通信技术课后答案第二章1、模拟输入通道有哪几种类型？各有何特点？答案：多路模拟输入通道分为集中采集式（简称集中式）和分散采集式（简称分布式）两大类型。

集中式的特点是多路信号共同使用一个S/H和A/D电路，模拟多路切换器MUX对多路信号分时切换、轮流选通到S/H和A/D进行数据采集。

分布式的特点是每一路信号都有一个S/H和A/D，因而也不再需要模拟多路切换器MUX。

每一个S/H和A/D只对本路模拟信号进行数字转换即数据采集，采集的数据按一定顺序或随机地输入计算机。

2、什么情况下需要设置低噪声前置放大器？为什么？答案：没有信号输入时，输出端仍输出一定幅度的波动电压，这就是电路的输出噪声。

把电路输出端测得的噪声有效值除以该电路的增益K，得到该电路的等效输入噪声。

如果电路输入端的信号幅度小到比该电路的等效输入噪声还要低，这个信号就会被噪声所“淹没”，就必须在该电路前面加一级放大器——“前置放大器”。

只要前置放大器的等效输入噪声比其后级电路的等效输入噪声低，加入前置放大器后，整个电路的等效输入噪声就会降低，因而，输入信号就不会再被电路噪声所淹没。

3、图2-1-14（a）所示采集电路结构只适合于什么情况？为什么？答案：采集电路仅由A/D转换器和前面的模拟多路切换器MUX构成，只适合于测量恒定的各点基本相同的信号。

恒定信号不随时间变化，无须设置S/H，各点基本相同的信号无需设置PGA。

4、多路测试系统什么情况下会出现串音干扰?怎样减少和消除?答案：多路测试系统由于模拟开关的断开电阻Roff不是无穷大和多路模拟开关中存在寄生电容的缘故，当某一道开关接通时，其它被关断的各路信号也出现在负载上，对本来是唯一被接通的信号形成干扰，这种干扰称为道间串音干扰，简称串音。

为减小串音干扰，应采取如下措施：①减小Ri，为此模拟多路切换器MUX前级应采用电压跟随器；②MUX选用Ron极小、Roff极大的开关管；③选用寄生电容小的MUX。

信号变换器信号变换器是一种用于将一种形式的信号转换为另一种形式的电子设备。

它将电信号从一种形式转换成另一种形式，使其适合于特定的应用场合或设备之间传输。

信号变换器在信号处理、测量和控制中扮演着重要的角色。

基本原理信号变换器的基本原理是将一种信号类型转换为另一种信号类型。

按照信号的类型不同，信号变换器可以分为以下几类：1.模数转换器（ADC）：将模拟信号转换为数字信号。

2.数模转换器（DAC）：将数字信号转换为模拟信号。

3.电压或电流转换器：将电压或电流信号转换为另一种电压或电流信号。

4.频率转换器：将一种频率的信号转换为另一种频率的信号。

5.信号放大器：将信号的幅度放大或缩小。

应用场景信号变换器在以下几个方面应用广泛：1. 控制系统在控制系统中，信号变换器用于将传感器收集到的信号转换成适合控制器处理的信号类型。

例如，将温度传感器输出的模拟信号转换成数字信号，再输入控制器，进行控制处理。

2. 信号处理在信号处理中，信号变换器用于将信号转换成适合处理的信号类型。

例如，将模拟信号转换成数字信号后，进行数字信号处理，提取信号中的有用信息。

3. 测量与测试在测量和测试中，信号变换器用于将被测量的信号转换成适合测量仪器的信号类型。

例如，将压力传感器输出的压力信号转换成电压信号后，输入示波器进行测量。

4. 通信与传输在通信和传输中，信号变换器用于将一种信号类型转换成另一种信号类型。

例如，将数字信号转换成模拟信号后输送，或者将一种频率的信号转换成另一种频率的信号后传输。

趋势与未来随着人们对信号处理和传输的需求不断增加，信号变换器的功能和复杂度也在不断提高。

未来的信号变换器将更加智能化和数字化，能够实现更多的信号转换和处理功能。

同时，随着物联网和人工智能的发展，信号变换器将在更广泛的应用领域发挥作用。

结论信号变换器是一种将一种信号类型转换成另一种信号类型的电子设备。

它在控制系统、信号处理、测量与测试、通信与传输等方面应用广泛。

第二章输入输出接口与过程通道在计算机控制系统中，为了实现对生产过程的控制，要将对象的被控参数及运行状态，按要求的方式送人计算机处理，再将结果以数字量的形式输出，并将数字量变换为适合生产过程控制的量，因此在计算机接口和生产过程之间，必须设置信息的传递和变换装置，这个装置就称之为过程输入输出通道，也叫I／O通道。

2.1 过程输入输出通道概述2.1.1 过程输入输出通道的类型及功能根据过程信息的性质及传递方向，过程输入输出通道可分为模拟量输人通道、模拟量输出通道、数字量(开关量)输入通道、数字量(开关量)输出通道等几种类型。

生产过程的被调参数(如温度、压力、流量、速度、位移等)，一般是随时间连续变化的模拟量，通过检测元件和变送器转换为对应的模拟电压和电流。

由于计算机只识别数字量，故模拟电信号必须通过模拟量输入通道转化为数字量后，才能送人计算机。

对于生产现场的状态量(如开关、电平高低、脉冲量等)也不能为计算机直接接受，因此数字量(开关量)输入通道将状态信号转变为数字量送入计算机。

计算机控制生产现场的控制通道也有两种，即模拟量输出通道和数字量输出通道。

计算机输出的控制信号以数字形式给出，若执行元件要求提供模拟电压或电流，则采用模拟量输出通道将数字量转换为模拟电压或电流，若执行元件要求数字量(开关量)，则应采用数字量输出通道，将计算机输出的数字量经处理和放大后输出。

由此可见，过程输人输出通道是计算机和工业生产过程相互交换信息的桥梁。

2.1.2 过程输入输出通道与CPU交换的信息类型过程输入输出通道与CPU交换的信息类型有三种：(1)数据信息反映生产现场的参数及状态的信息，它包括数字量、开关量和模拟量。

(2)状态信息又叫应答信息、握手信息，它反映过程通道的状态，如准备就绪信号等。

(3)控制信号用来控制过程通道的启动和停止等信息，如三态门的打开和关闭、触发器的启动等。

接口电路含这三类信息交换的端口。

2.1.3 过程通道的编址方式由于计算机控制系统一般都有多个过程输人输出通道，因此需对每一个过程输入输出通道安排地址。

拉扎维模拟cmos集成电路设计第二章读书笔记(一)第一节：CMOS工艺•CMOS工艺是一种基于NMOS与PMOS两种晶体管的组合实现的集成电路工艺；•NMOS有强驱动能力和低电阻，但易耗电和噪声较大；PMOS低开销，但速度较慢，弱驱动；•CMOS集成电路采用了NMOS和PMOS两种晶体管组合，既弥补了它们各自的缺点，也提高了集成度和可靠性。

第二节：MOS管基础知识•MOS管(Metal-Oxide-Semiconductor)具有很高的输入阻抗和输入电容，适合于放大高阻负载信号；•MOS管的控制方式可以通过栅极和底面两种方式实现；•MOS管的工作状态分为截止区、亚阈区和过饱和区，通过对栅极电压和源漏极之间的电压进行控制，可以控制MOS管的工作状态。

第三节：CMOS逻辑部件和电路•CMOS逻辑部件和电路主要有三种：反相器、与门、或门；•基于MOS管的特性，CMOS逻辑电路具有以下优点：低功耗、高抗干扰、高噪声容限和可靠性。

第四节：CMOS模拟电路基础•CMOS模拟电路采用基于MOSFET的电路架构，实现类似于放大器、滤波器等模拟电路的函数；•在不同的工作状态下，MOSFET具有不同的放大系数和非线性特性，可以通过不同的电路结构来实现对模拟信号的处理。

第五节：元件和电路建模•元件和电路建模是模拟电路设计的基础，需要对MOS 管、电容、电感等元件进行建模，以便进行电路仿真和优化；•建模需要考虑电参数、非线性特性、MOS管的参数变化、温度等影响因素，以保证模型的精度和有效性。

第六节：差分放大器与运算放大器•差分放大器是模拟电路设计中常用的基础电路，其具有高增益、高抗干扰和高共模抑制比等优点；•运算放大器是将差分放大器和反馈电路结合起来形成的一种放大器，具有高放大系数、高输入阻抗和低输出阻抗等特点；•CMOS运算放大器由差分放大器、共模反馈电路和输出级三部分组成，采用反馈电路实现放大器的增益和带宽控制，可以适应不同的应用环境和需求。

232转485转换器原理232转485转换器原理随着现代社会对自动化的要求越来越高，各种智能设备不断涌现，其中电气控制设备就是其中的重要一类，不论是工厂、机房还是普通的家庭用电，都会用到大量的电气控制设备。

232转485转换器作为电气控制设备中的一员，其作用非常重要，下面我们一起了解一下它的工作原理。

一、232转485转换器工作原理应该先明确一个问题，232转485转换器是什么？简单来讲，它是将串口的信号从RS-232信号转换成RS-485信号，或者从RS-485信号转换成RS-232信号的设备。

那么，这个设备是如何工作的呢？1.1 传输协议的差异在了解RS-232和RS-485之前，我们先说一下传输协议的差异。

RS-232是单工方式的，其传输速度较慢，最大传输距离较短约15米，因此通常用于传输少量数据。

而RS-485则是双工的，其传输速度更快，最大传输距离更远可达1200米，因此通常用于大型传输系统。

1.2 信号的差异RS-232和RS-485的信号相互不兼容。

RS-232信号的电压范围在±3到±25V之间，逻辑“1”表示为-3V至-25V，逻辑“0”表示为+3V 至+25V。

而RS-485信号的电压范围在±1.5到±6V之间，逻辑“1”表示为-1.5V至-6V，逻辑“0”表示为+1.5V至+6V。

1.3 232转485转换器工作原理232转485转换器的作用就在于将RS-232信号转换成RS-485信号或将RS-485信号转换成RS-232信号。

具体地说，RS-232传送信号通过转换器的串口，再通过485串口转换成RS-485信号或者反方向传输。

二、232转485转换器的应用232转485转换器常用于自动控制系统和通讯领域。

主要应用于监控设备、防盗系统、工控系统、电力自动化、交通系统等等。

三、需要注意的问题1. 需要确定设备的RS-232与RS-485的连接方式；2. 需要根据设备的速率设置232转485转换器；3. 需要注意设备的加电顺序，先给RS-485供电，再给RS-232供电；4. 如果设备有多个接收器，需要对设备的地址进行设置。