数据采集与处理技术第3版(上册)课后习题答案 ppt课件

3-3. 某数据采集系统具有8个模拟通道。各通 道输入信号的频率可达5kHz，而且至少要 用每个采样周期10个采样点的速度进 行采样。问： ⑴ 多路开关的切换速率应是多少？ ⑵ 可选用什么类型的多路开关？ 解： ⑴ ∵ fC = 5 kHz， 采样频率 f S 2 f C 2 5 103 1104 (Hz)
第1章 习题与思考题
1-3. 简述数据采集系统的基本结构形式，并 比较其特点。 解：数据采集系统的基本结构形式有
⑴ 微型计算机数据采集系统
⑵ 集散型数据采集系统
第2章 习题与思考题
2-2. 试说明为什么在实际采样中，不能完全 满足采样定理所规定的不失真条件？ 解： 若模拟信号为 x(t ) A sin(2f C t )
2 R1 R5 ∵ 放大器的增益 K (1 ) RG R3
其次 R3 = R4 ∴ ⑴ 当R4 - 0.05%，R5 + 0.05%时
第4章 习题与思考题
2 5 103 (20 20 0.05%) 103 K (1 ) 100 (10 10 0.05%) 103 202.202
解： 由采样定理 f S ≥2 ，有 fC
fS ，则 fC 2
250 当TS=4ms时，fS=250Hz ∴ f C 125 Hz 2 125 当TS=8ms时，fS=125Hz ∴ f C 62.5Hz 2 62 .5 当TS=16ms时，fS=62.5Hz ∴ f C 31 .25 Hz 2
⑵ 当R4 + 0.05%，R5 - 0.05%时
2 5 10 (20 20 0.05%) 10 K (1 ) 100 (10 10 0.05%) 103 201.798
3 3
第4章 习题与思考题
4-3. 设AD521测量放大器的增益为100，试画 出其接线原理图，算出外接电阻值的大小。
第3章 习题与思考题
采样周期
1 1 4 TS 1 10 (s) 0.0001 (s) 4 f S 1 10
每个采样点的采样周期
TS 0.0001 Td 0.00001 (s) 10 10
∴切换速率
1 1 v 100000 (Hz) 100(kHz) Td 0.00001
1 当 f C 时，模拟信号的采样值为 2TS
xS (nTS ) A(1) sin
n
只有在 时， x ( nT ) 与 x ( t ) 的幅值才相同。 S S 2 但在工程上很难做到。

第2章 习题与思考题
2-3. 对某种模拟信号x(t)，采样时间间隔TS分 别为4ms、8ms、16ms，试求出这种模拟 信号的截止频率 fC 分别为多少？
(100 100 15%) 10 RG 850 100
3
第4章 习题与思考题
其接线原理图
U+ +IN
1 14 8
RS
100KΩ
10 13 6 12 7 11
RG
2 3 5 4 10KΩ
UOUT
-IN U-
第5章 习题与思考题
第5章 习题与思考题
5-6. 设在某数据采集系统中，采样／保持器 的孔径时间tAP=10ns，A/D 转换器的位 数为12位，求：
第2章 习题与思考题
2-4. 采样周期与哪些因素有关？如何选择采 样周期？ 解： 1. 采样周期与信号x(t) 的截止频率fC 有关。
1 2. 根据采样定理 TS ≤ ，确定采样周期。 2 fC
第2章 习题与思考题
2-6. 对采样信号进行量化的最小数量单位是 多少？它与FSR 和量化器的位数n 之间 有何关系？ 解：
FSR 1. 最小数量单位是量化单位 q，q = n 。 2
2. q 与FSR成正比，与2 成反比。
n
第3章 习题与思考题
3-2. 模拟多路开关输入端一般是几个端子？ 输出端为几个端子的通道选择器？ 解：
模拟多路开关输入端一般是8 个端子， 输出端为 1 个端子的通道选择器。
第3章 习题与思考题
解： ∵ 放大器的增益
RS G RG
RS RS 100 时， RG ∴ 当G 100 RG
又∵
RS = 100±15%
第4章 习题与思考题
当 RS = 100+15%时，
(100 100 15%) 10 RG 1150 100
3
当 RS = 100-15%时，
1 n 2 t AP
来自百度文库
∴ 2
n
1 f maxt AP
1 16025 .641 3 9 10 10 3.14 2 10
第3章 习题与思考题
⑵ 选择多路开关 ∵ 由表3.5可知，CD4051的ton和toff 都为0.8μs 则 CD4051开关的切换时间为1.6μs
1 625000 625 kHz 开关的切换速率 6 1.6 10
∴
多路开关选择 CD4051。
第4章 习题与思考题
4-2. 设一数据采集系统有测量放大器，已知 R1=R2=5kΩ，RG=100Ω，R4=10kΩ ， R5=20kΩ，若R4和R5的精度为0.1%， 试求此放大器的增益及CMRR。 解：
1 ⑴ 采样精度能达到 2 LSB的最高信号频率
fmax是多少？
⑵ 若采样／保持器的孔径不定△tAP=1ns， 则最高信号频率fmax是多少？
第5章 习题与思考题
解：
1 ⑴ 采样精度能达到 LSB的最高信号频率 2
f max
1 2
n 1
t AP
1 12 1 3.887kHz 9 2 3.14 10 10
第5章 习题与思考题
⑵ 若采样／保持器的孔径不定△tAP=1ns 则最高信号频率
f max 1
n 1
1 2 (t AP t AP ) 2 1 3.702kHz 1 12 1 2 3.14 (10 ) 109 2
第5章 习题与思考题
5-7. 一个数据采集系统的孔径时间tAP=2ns， 试问一个10kHz信号在其变化率最大点 被采样时所能达到的分辨率是多少？ 解：∵ f max