Las señales analógicas aquí se refieren a señales de voltaje y corriente. Las tecnologías de procesamiento de señales analógicas incluyen principalmente activación analógica, amplificación analógica, filtrado de señales, conversión de corriente-voltaje y conversión V/F. , conversión A/D, etc.
1. Control de canales analógicos
Los sistemas de control y medición por computadora de un solo chip a veces necesitan recopilar y controlar múltiples canales y parámetros. Si cada canal usa su propio bucle de entrada, es decir, cada canal usa amplificación, filtrado, muestreo/mantenimiento, A/D, etc., no sólo el costo duplicará el de un solo canal, sino que el sistema también será enorme. debido a componentes analógicos y resistencias. Si las características de los parámetros de los componentes capacitivos son inconsistentes, la calibración del sistema será muy difícil. Además, es casi imposible utilizar un único bucle para inspecciones multicanal, como la recopilación de 128 señales. Por lo tanto, además de utilizar múltiples amplificaciones independientes y A/D en casos especiales, generalmente se utilizan circuitos de conversión A/D y de muestra/retención ordinarios (a veces incluso se pueden usar circuitos de amplificación parcial), y se pueden usar convenientemente múltiples interruptores analógicos.
Al seleccionar un conmutador analógico multicanal, debe considerar los siguientes puntos:
(1) Número de canales
El número de canales afecta directamente la capacidad del interruptor para transmitir la precisión de la señal medida y la velocidad de conmutación, porque cuantos más canales haya, mayor será la capacitancia parásita y la corriente de fuga. Para los interruptores analógicos de uso común, cuando se selecciona uno de ellos, las otras rutas no están realmente desconectadas, pero están en un estado de alta impedancia. Todavía hay corriente de fuga, lo que afecta la señal de encendido. Cuantos más canales haya, mayor. la corriente de fuga y la mayor interferencia entre los canales.
(2) Corriente de fuga
A la hora de diseñar un circuito, cuanto menor sea la corriente de fuga, mejor. Durante el proceso de adquisición, la señal en sí es muy débil. Si la resistencia interna de la fuente de señal es grande, la corriente de fuga tendrá un mayor impacto en la precisión.
(3) Velocidad de conmutación
Al seleccionar un interruptor analógico, la frecuencia de muestreo y la tasa de conversión A/D de cada señal deben considerarse de manera integral, ya que determinan la velocidad de conmutación del Requisitos del interruptor analógico.
(4) Resistencia del interruptor
El interruptor multidireccional ideal tiene una resistencia de encendido nula y una resistencia de apagado infinita. Sin embargo, el interruptor analógico real no puede cumplir con este requisito, por lo que el interruptor. Se debe considerar la resistencia, especialmente cuando la carga en serie con el interruptor es de baja impedancia, se debe seleccionar un interruptor multidireccional con baja resistencia de encendido.
(5) Deriva de parámetros y consistencia de cada resistencia.
(6) Embalaje del equipo
Los interruptores analógicos de uso común incluyen paquetes DIP y SO, que se pueden seleccionar según las necesidades reales.
2. Filtrado de señal
Debido a diversas interferencias de ruido durante el proceso de transmisión, interferencias electromagnéticas en el lugar de trabajo y la influencia del propio circuito frontal, la señal eléctrica obtenida. procedentes del sensor u otro equipo receptor A menudo contienen señales de ruido con diversos componentes de frecuencia. En casos severos, esta señal de ruido puede incluso ahogar la señal de entrada válida, provocando que las pruebas normales fallen. Para reducir el impacto de las señales de ruido en el proceso de medición y control, es necesario tomar medidas de filtrado para filtrar el ruido de interferencia y mejorar la relación señal-ruido del sistema.
En el pasado, los circuitos de filtro analógico se usaban a menudo para implementar el filtrado, y la tecnología del filtrado analógico es relativamente madura. El filtrado analógico se puede dividir en filtrado activo y filtrado pasivo. Para diseñar un filtro activo, primero encuentre una función racional alcanzable para un diseño aproximado basado en las características de amplitud-frecuencia requeridas. Las funciones de aproximación más utilizadas incluyen: función Butterworth, función Chebyshev, función Bessel, etc. Luego calcule los parámetros del circuito y complete el diseño.
Sin embargo, la complejidad del circuito de filtro analógico no solo aumenta el costo de diseño, sino que también aumenta el consumo de energía del sistema y reduce la confiabilidad del sistema. Con el desarrollo de la tecnología electrónica, la tecnología de filtrado digital se utilizó en muchas ocasiones en el siglo XX. La tecnología de filtrado digital se está desarrollando muy rápidamente. En el siglo XXI, la mayoría de los dispositivos inteligentes, como los teléfonos móviles y las PDA, adoptan tecnología de filtrado digital. Como unidad de procesamiento de software de radio, tiene amplias perspectivas de desarrollo. La microcomputadora de un solo chip tiene capacidades de procesamiento limitadas y solo puede completar un filtrado digital relativamente simple.
En el sistema de microcontrolador, el hardware se diseña primero para tomar medidas antiinterferencias para la señal, y luego los datos recopilados se procesan para eliminar la interferencia al diseñar el software, eliminando así aún más varias interferencias asociadas al datos y hacer que la recopilación sea más precisa. Los datos reflejan verdaderamente la situación en el sitio. A continuación se presentan varias tecnologías de filtrado digital comúnmente utilizadas en el control industrial.
(1) Procesamiento de tiempo muerto
Las señales recopiladas en sitios industriales a menudo fluctúan dentro de un cierto rango, o hay interferencias de alta frecuencia y baja energía superpuestas a las señales. Esta situación ocurre a menudo en la aplicación de tarjetas de control industrial. El último dígito del valor efectivo de los datos recopilados sigue fluctuando y es difícil de estabilizar. En este caso, se puede utilizar una zona muerta para manejar valores fluctuantes, y se considera que el valor ha cambiado solo cuando el cambio excede un cierto valor. Por ejemplo, al programar, puede dividir los datos entre 10 y luego redondearlos para eliminar los elementos de fluctuación.
(2) Método de media aritmética
La fórmula es YK = (XK1 XK2 XK3... Este método puede eliminar eficazmente la interferencia periódica. Asimismo, este método se puede generalizar al promedio de varios períodos consecutivos.
(3) Método de filtrado de mediana
El principio de este método es ordenar los valores de las variables recopiladas de varios períodos y luego tomar el valor medio de los valores ordenados. Este método puede evitar eficazmente que entren datos perturbados por impulsos en ráfaga. En el uso real, el número de ciclos de clasificación debe seleccionarse adecuadamente. Si el número es demasiado pequeño, es posible que no se eliminen las interferencias. Si el número es demasiado grande, provocará un retraso excesivo en los datos de muestreo y empeorará el rendimiento del sistema.
(4) Método de filtrado de paso bajo
La fórmula es YK =Q*XK (1-Q)*YK-1, y la frecuencia de corte es f = k /2π t. Este tipo de método de filtrado equivale a pasar los datos recopilados a través de un filtro de paso bajo. La señal de la escena suele ser de 4 ~ 20 mA y su cambio es generalmente lento, mientras que la interferencia tiene las características de cambio repentino y de alta frecuencia. Un filtro de paso bajo puede filtrar esta interferencia. pasar el filtrado. En el uso real, el valor Q se selecciona razonablemente de acuerdo con el ancho de banda de la señal.
(5) Método de filtro deslizante
El método de filtro deslizante es una generalización del método de filtro de paso bajo de primer orden. Generalmente, las señales en el sitio son relativamente estables y no experimentarán cambios repentinos. Si hay un cambio repentino en la señal recibida, es probable que se trate de interferencia. Basado en este principio, el método del filtro deslizante trata todas las mutaciones como interferencia y elimina la interferencia mediante el suavizado. Con este método sólo se pueden procesar señales fluidas y el proceso de procesamiento de datos debe ajustarse en consecuencia en diferentes ocasiones. La fórmula del método de filtro deslizante es: yn = q 1xn q2xn-1 q3xn-2, donde Q1 Q2 Q3 =1 y q 1 Q2 gt.
En el uso real, a menudo es; Es necesario combinar varios métodos para lograr otros efectos de filtrado. Por ejemplo, en el método de filtrado de mediana, se agrega filtrado de media para mejorar el rendimiento del filtrado.
3. Conversión de corriente-voltaje
La señal de voltaje se puede convertir en una señal digital a través de un convertidor A/D y luego recolectarse, pero la corriente no se puede convertir directamente a través del A. Convertidor /D. Al aplicar, la corriente primero se convierte en una señal de voltaje y luego se convierte. La conversión de corriente/voltaje se utiliza ampliamente en el control industrial.
El método más simple para la conversión de corriente/voltaje es conectar una resistencia de precisión en serie con el circuito bajo prueba y obtener la corriente recolectando directamente el voltaje a través de la resistencia. El dispositivo A/D solo puede convertir un cierto rango de señales de voltaje, por lo que durante el proceso de conversión de corriente/voltaje, es necesario seleccionar una resistencia de precisión con la resistencia adecuada. Si el rango dinámico de la corriente es grande, se debe agregar un amplificador en la parte posterior para el procesamiento secundario. La precisión de la medición se perderá después de un procesamiento repetido. Hay muchos chips de conversión de corriente/voltaje en el siglo XXI. Su tiempo de respuesta, linealidad, deriva y otros indicadores son relativamente ideales y pueden adaptarse a la medición de una amplia gama de corrientes.
4. Conversión de voltaje y frecuencia
La interfaz de frecuencia tiene las siguientes características:
(1) La interfaz es simple y ocupa menos recursos de hardware. La señal de frecuencia ingresa al sistema a través de cualquier línea de puerto de E/S o como fuente de interrupción y reloj de conteo.
(2) Buen rendimiento antiinterferencias.
La conversión V/F en sí es un proceso de integración, y la conversión A/D usando un convertidor V/F es un proceso de conteo de frecuencia, que equivale a integrar la señal de frecuencia dentro del tiempo de conteo, por lo que tiene una fuerte capacidad antiinterferente. Además, se puede utilizar un acoplamiento fotoeléctrico para conectar el canal entre el convertidor V/F y el microcontrolador para lograr el aislamiento.
(3) Facilita la transmisión a larga distancia. La transmisión inalámbrica o la transmisión óptica se pueden realizar mediante modulación.
Debido a estas características, los convertidores V/F son adecuados para algunos procesos de conversión A/D que no son rápidos pero que requieren una transmisión de señal a larga distancia. La conversión V/F también puede simplificar el circuito, reducir costos y mejorar el rendimiento de costos.
5. Conversión de analógico a digital
La conversión de analógico a digital se refiere al proceso de convertir una señal de entrada analógica en una señal de salida digital binaria de N bits. Con el rápido desarrollo de la tecnología de semiconductores, la tecnología de procesamiento de señales digitales y la tecnología de comunicación, los convertidores A/D también mostraron una tendencia de rápido desarrollo en el año 2000. La ola de digitalización humana ha impulsado la transformación continua de los convertidores A/D. En 2014, todos los convertidores A/D aparecieron en productos de comunicación, productos de consumo, instrumentos médicos industriales e incluso productos militares. Se puede decir que los convertidores A/D se han convertido en los precursores de la digitalización humana. Desde el primer convertidor A/D integrado en 1973, los convertidores A/D y D/A han recorrido un largo camino en términos de tecnología de procesamiento, precisión y frecuencia de muestreo. La precisión del convertidor A/D en 2014 puede alcanzar los 26 bits y la frecuencia de muestreo puede alcanzar 1 GSPS. Los futuros convertidores A/D serán ultrarrápidos y ultrarrápidos. No importa cómo se desarrolle, el principio y la función de la conversión A/D permanecen sin cambios. En la siguiente sección, nos centraremos en la tecnología de conversión de analógico a digital.
7.1.2 Tecnología de conversión de analógico a digital
En el siglo XXI, la radio por software y la adquisición de imágenes digitales requieren muestreo A/D de alta velocidad para garantizar la efectividad y precisión. Los sistemas de medición y control también esperan un gran avance en precisión. La ola de digitalización humana ha promovido la transformación continua de los convertidores A/D, y los convertidores A/D son los precursores de la digitalización humana. Los convertidores A/D se han desarrollado durante más de 30 años y han experimentado muchas innovaciones tecnológicas, desde ADC paralelos, de aproximación sucesiva y integrales hasta los ADC sigma-delta y ADC de tubería recientemente desarrollados en el siglo XXI. Cada uno tiene ventajas y desventajas y puede satisfacer las necesidades de diferentes aplicaciones.
Aproximación sucesiva, integración, conversión tensión-frecuencia, etc. , Se utiliza principalmente para instrumentos inteligentes y de recopilación de datos de precisión media y velocidad media o baja. Los ADC jerárquicos y de canalización se utilizan principalmente en el procesamiento de señales transitorias de alta velocidad, almacenamiento y grabación rápidos de formas de onda, adquisición de datos de alta velocidad, cuantificación de señales de video y tecnología de comunicación digital de alta velocidad. Además, los ADC de alta velocidad con estructuras pulsadas y plegadas se pueden aplicar a la demodulación de banda base en satélites de transmisión. σ-δ ADC se utiliza principalmente para la adquisición de datos de alta precisión, especialmente en sistemas de audio digital, multimedia, instrumentos de exploración sísmica, sonares y otros campos de medición electrónica. A continuación se muestra una breve introducción a varios tipos de ADC.
1. Método de cálculo de aproximación sucesiva
El ADC de aproximación sucesiva es un método de conversión de analógico a digital ampliamente utilizado. Incluye un comparador, un convertidor de digital a analógico y un. Convertidor digital a analógico. Un registro de aproximación sucesiva (SAR) y una unidad de control lógico. Compara continuamente la señal de entrada muestreada con un voltaje conocido, completa la conversión de 1 bit en 1 ciclo de reloj, la conversión de n bits requiere n ciclos de reloj y genera un número binario una vez completada la conversión. La resolución y la frecuencia de muestreo de este tipo de ADC son contradictorias. Cuando la resolución es baja, la frecuencia de muestreo es alta. Para aumentar la resolución, la frecuencia de muestreo será limitada.
Ventajas: precio más bajo cuando la resolución es inferior a 12 bits, la velocidad de muestreo de hasta 1 msps es bastante baja en comparación con otros ADC.
Desventajas: Cuando la resolución es superior a 14 bits, el precio es mayor; la señal generada por el sensor necesita ser acondicionada antes de la conversión de analógico a digital, incluyendo etapa de ganancia y filtrado, lo que obviamente afectará aumentar el costo.
2. ADC integrado
El ADC integral también se llama ADC de doble pendiente o de pendiente múltiple y también se usa ampliamente. Consta de un integrador analógico con un interruptor de entrada, un comparador y una unidad de conteo. La tensión analógica de entrada se convierte mediante dos integraciones en un intervalo de tiempo proporcional a su valor medio.
Al mismo tiempo, se utiliza un contador para contar los pulsos de reloj dentro de este intervalo de tiempo para lograr la conversión A/D.
Los dos tiempos de integración del ADC integrador están determinados por el mismo generador de reloj y contador, por lo que la expresión D obtenida no tiene nada que ver con la frecuencia del reloj, y su precisión de conversión solo depende del voltaje de referencia VR. . Además, debido al uso de un integrador en el extremo de entrada, tiene una gran capacidad para suprimir la interferencia de ruido de CA. Puede suprimir el ruido de alta frecuencia y las interferencias fijas de baja frecuencia (como 50 Hz o 60 Hz) y es adecuado para su uso en entornos industriales ruidosos. Este tipo de ADC se utiliza principalmente en mediciones de precisión de baja velocidad y otros campos, como los voltímetros digitales.
Ventajas: alta resolución, hasta 22 bits; bajo consumo de energía y bajo costo.
Desventajas: tasa de conversión baja, tasa de conversión de 12 bits 100 ~ 300 SP.
3. Convertidor analógico a digital de comparación paralela
La característica principal del ADC de comparación paralela es su rápida velocidad, que es la más rápida entre todos los convertidores A/D. La mayoría de los ADC de alta velocidad modernos adoptan esta estructura y la frecuencia de muestreo puede alcanzar más de 1 GSPS. Sin embargo, debido a limitaciones de potencia y volumen, es difícil lograr una alta resolución en comparaciones paralelas de ADC.
La conversión de todos los bits en el ADC se completa simultáneamente y el tiempo de conversión depende principalmente de la velocidad de conmutación del comparador y del retraso de transmisión del codificador. El aumento de los códigos de salida tiene poco efecto en el tiempo de conversión, pero a medida que aumenta la resolución, se requiere un diseño analógico de alta densidad para implementar la gran cantidad de divisores de voltaje de precisión y circuitos comparadores necesarios para la conversión. Cuando el número de salidas aumenta en uno, el número de resistencias de precisión se duplica y el número de comparadores aproximadamente se duplica.
La resolución de los ADC de comparación en paralelo está limitada por el tamaño del chip, la capacitancia de entrada y la potencia. Como resultado, si la precisión de los comparadores paralelos no coincide, también provocará errores estáticos, como un aumento del voltaje de compensación de entrada. Al mismo tiempo, estos ADC también producen salidas discretas e inexactas, los llamados "códigos de chispa", debido a la regulación de voltaje elemental del comparador y las burbujas de codificación.
Ventajas: La mayor velocidad de conversión de analógico a digital.
Desventajas: baja resolución, alto consumo de energía y alto costo.
4. ADC de conversión de voltaje-frecuencia
El ADC de conversión de voltaje-frecuencia es un ADC indirecto. Primero convierte el voltaje de la señal analógica de entrada en una señal de pulso con una frecuencia proporcional a ella y luego cuenta la señal de pulso en un intervalo de tiempo fijo. El resultado del conteo es una cantidad digital proporcional a la señal de voltaje analógica de entrada. En teoría, la resolución de este ADC se puede mejorar infinitamente, siempre que el ancho del número de pulsos acumulado sea lo suficientemente largo para cumplir con los requisitos de resolución de frecuencia de salida.
Ventajas: alta precisión, bajo precio, bajo consumo de energía.
Desventajas: Similar al ADC integral, su tasa de conversión es limitada, 100 ~ 300 SP a 12 bits.
5. Convertidor analógico a digital sigma-delta
El conversor σ-delta, también conocido como conversor de sobremuestreo, utiliza codificación incremental, es decir, basada en el valor anterior. y el siguiente valor La diferencia se cuantifica y codifica. El ADC sigma-delta incluye un modulador sigma-delta analógico y un filtro de diezmado digital. El modulador σ-δ completa principalmente el muestreo de señal y la codificación incremental, proporcionando codificación incremental para el filtro de diezmado digital, es decir, el código σ-δ completa el filtrado de diezmado del código σ-δ y convierte el código incremental en; Señal digital modulada por código de pulso lineal de alta resolución. Por lo tanto, el filtro diezmado es en realidad equivalente a un transcodificador.
Ventajas: alta resolución, hasta 24 bits; alta tasa de conversión, superior a la integración de ADC y ADC de voltaje-frecuencia. Precio bajo; la tecnología de sobremuestreo de alta frecuencia se utiliza internamente para realizar el filtrado digital, lo que reduce los requisitos para el filtrado de señales del sensor.
Desventajas: los ADC sigma-delta de alta velocidad son más caros; a la misma tasa de conversión, el consumo de energía es mayor que la integración de ADC y los ADC de aproximación sucesiva.
6. Pipeline ADC
Pipeline ADC, también conocido como ADC particionado, es un convertidor analógico a digital eficiente y potente. Puede proporcionar conversión analógica a digital de alta velocidad y alta resolución con un bajo consumo de energía satisfactorio y un tamaño de chip pequeño después de un diseño razonable, también puede proporcionar excelentes características dinámicas.
El ADC de tubería se compone de múltiples circuitos en cascada. Cada etapa incluye un amplificador de muestra/retención, un ADC y DAC de baja resolución y un circuito sumador. El circuito sumador también incluye un amplificador entre etapas que puede proporcionar. ganar. . Los convertidores de N bits rápidos y precisos se logran en más de dos subsecciones (tuberías). Después de muestrear la señal de entrada, el muestreador/portador del circuito de primera etapa cuantifica la entrada a través de un convertidor A/D aproximado con resolución de M bits y luego a través de un convertidor de producto digital a analógico (MDAC) con al menos N bits. precisión ) produce un nivel analógico/analógico correspondiente al resultado de la cuantificación y lo envía al circuito sumador, que resta el nivel analógico de la señal de entrada. Y esta diferencia se amplifica con precisión mediante una ganancia fija y luego se pasa al siguiente circuito para su procesamiento. Después de varios niveles de procesamiento, la señal residual finalmente se convierte mediante un convertidor A/D fino de K-bit de alta precisión. Las salidas analógicas de ajuste aproximado y fino de las etapas anteriores se combinan para formar una salida de N bits de alta precisión.
Ventajas: buena linealidad y bajo desplazamiento; puede procesar múltiples muestras simultáneamente y tiene una alta velocidad de procesamiento de señal, generalmente tconv
Desventajas: circuito de referencia y polarización La estructura es demasiado compleja; la señal de entrada requiere un procesamiento especial para pasar por varias etapas del circuito y provocar retrasos en la tubería; existen requisitos estrictos para el tiempo de enganche, los requisitos del proceso del circuito son muy altos y el diseño de la placa de circuito ignora la linealidad, el desplazamiento y otros parámetros; afecta la ganancia.
Esta nueva estructura ADC se utiliza principalmente en sistemas de comunicación que tienen altos requisitos para características de dominio de frecuencia como THD y SFDR, y sistemas de imágenes CCD que tienen altos requisitos para características de dominio de tiempo como ruido, ancho de banda y velocidad de respuesta transitoria, así como sistemas de adquisición de datos con mayores requisitos en los parámetros del dominio del tiempo y de la frecuencia.
7.1.3 Guía de selección del dispositivo de conversión A/D
Existen muchos tipos de convertidores A/D con diferentes rendimientos. La elección del convertidor A/D afecta directamente al rendimiento del. sistema. Después de determinar el plan de diseño, primero debe aclarar los requisitos de índice necesarios para la conversión A/D, incluida la precisión de los datos, la frecuencia de muestreo, el rango de la señal, etc.
1. Determinar el número de bits del convertidor analógico-digital.
Antes de seleccionar el dispositivo A/D, es necesario aclarar la precisión que se desea lograr en el diseño. . La precisión es una cantidad física que refleja qué tan cerca está la salida real del convertidor de la salida ideal. Durante el proceso de conversión, hay una pérdida de precisión debido a errores de cuantificación y errores sistemáticos. El impacto del error de cuantificación en la precisión es calculable y depende principalmente del número de bits en el convertidor A/D. El número de bits en el dispositivo de conversión A/D se puede expresar en términos de resolución. Generalmente, los convertidores A/D con menos de 8 bits se denominan ADC de baja resolución, los de 9 a 12 bits se denominan ADC de resolución media y los de 13 o más bits se denominan ADC de alta resolución. Cuantos más bits tenga el dispositivo A/D, mayor será la resolución, menor será el error de cuantificación y mayor será la precisión que se puede lograr. En teoría, al aumentar el número de bits en el dispositivo A/D, la precisión del sistema se puede mejorar continuamente. Pero este no es el caso, porque el circuito frontal A/D también tendrá errores, lo que también limita la precisión del sistema.
Por ejemplo, si se utiliza A/D para recopilar la señal proporcionada por el sensor, la precisión del sensor restringirá la precisión del muestreo A/D. no puede exceder la precisión de la señal de salida del sensor. Al diseñar, se debe considerar de manera integral la precisión requerida por el sistema y la precisión de la señal frontal.
2. Seleccione la tasa de conversión del conversor A/D.
En diferentes aplicaciones, los requisitos para la tasa de conversión son diferentes. En la misma ocasión, diferentes requisitos de precisión darán lugar a diferentes tasas de muestreo. La tasa de muestreo está determinada principalmente por el teorema de muestreo. Cuando se determina el escenario de aplicación, la frecuencia de muestreo se puede calcular utilizando el teorema de muestreo en función de las características del objeto de señal que se recopila. Si se utiliza filtrado digital, se debe sobremuestrear para aumentar la frecuencia de muestreo.
3. Determinar si se requiere muestreo/retención.
El soporte de muestra se utiliza principalmente para estabilizar el volumen de la señal y lograr un muestreo plano. El muestreo/retención es muy necesario para la recopilación de señales de alta frecuencia. Si está adquiriendo señales de CC o de baja frecuencia, es posible que no sea necesario realizar un muestreo y retención.
4. Elija el rango adecuado
El rango dinámico de las señales analógicas es grande y, en ocasiones, pueden producirse voltajes negativos. Al seleccionar, el rango dinámico de la señal bajo prueba debe estar dentro del rango del dispositivo A/D.
para reducir los costos adicionales de hardware.
5. Elija la linealidad adecuada
En el proceso de adquisición A/D, cuanto mayor sea la linealidad, mejor. Pero cuanto mayor sea la linealidad, mayor será el precio del dispositivo. Por supuesto, el impacto de la no linealidad también se puede reducir mediante la compensación del software. Por lo tanto, durante el diseño se deben considerar exhaustivamente factores como la precisión, el precio y la dificultad de implementación del software.
6. Seleccione la interfaz de salida del dispositivo A/D.
Existen muchos tipos de interfaces de dispositivos A/D, incluidas interfaces de bus paralelo e interfaces de bus serie, como SPI, I2C y 1-Wire. Los dos tienen el mismo principio y la misma precisión, pero los métodos de control y los circuitos de interfaz son bastante diferentes. La elección de la interfaz depende principalmente de los requisitos del sistema y de la competencia del desarrollador con varias interfaces.
7.1.4 Adquisición de señales lógicas digitales
Por lo general, las señales lógicas digitales que deben recopilarse incluyen señales de frecuencia y señales de codificación lógica. Las aplicaciones típicas de las señales de frecuencia incluyen medir voltaje, proporcionar una referencia de tiempo, etc. Las señales codificadas lógicamente son un concepto muy amplio. En 2014, algunos sensores son digitales y su salida no es corriente ni voltaje, sino una señal lógica codificada directamente, como el sensor de temperatura DS1820, varios chips de reloj, módulos GPS OEM, etc. La adquisición de señales codificadas lógicamente considera principalmente interfaces materiales y protocolos de comunicación. En algunos libros también se clasifica como tecnología de la comunicación.
Señal analógica (inglés) se refiere a una señal cuya forma matemática es una función continua en el dominio del tiempo. A las señales analógicas les corresponden las señales digitales, que toman valores lógicos discretos, mientras que las primeras pueden obtener valores continuos. El concepto de señales analógicas se utiliza a menudo en campos relacionados con la electricidad, pero a veces se utiliza en la mecánica clásica, la aerodinámica, la hidráulica y otras disciplinas.