数据采集的定义：将温度、压力、流量、位移等模拟量采集转换成数字量后，再由计算机进行存储、处理、显示和打印的过程。
数据采集系统的主要技术指标：（1）采样精度 （2）采样速度
数据采集系统的任务：采集传感器输出的模拟信号并转换成计算机能识别的数字信号，然后送入计算机进行相应的计算和处理，得出所需的数据。同时，将计算所得的数据进行显示或打印，实现对某些物理量的监视，其中一部分数据还将用于控制某些物理量。
数据采集系统的结构形式：（1）微型计算机数据采集系统（2）集散型数据采集系统
数据采集板卡分类：（1）ISA板卡 --> 工业用（2）PCI板卡 --> 商用/个人用
采样周期Ts决定了采样信号的数量和质量：（1）Ts减小，内存量增加（2）Ts增大，丢失某些信息
8255A --> 并行数据采集，RS-232 --> 串行数据采集
中值滤波法：适用于去掉脉冲性质的干扰，不适用于处于快速变化过程的参数。
算术平均法：适用于对压力、流量一类的信号的平滑，对信号的平滑程度取决于采样次数N。
一阶滞后滤波法（又称惯性滤波法）：适用于滤波常数较大的场合，是一种以数字形式实现的低通滤波的动态滤波方法。
加权递推平均法：适用于系统纯滞后时间常数τ较大、采样周期较短的过程。优点：能迅速反应系统当前所受干扰的严重程度。
防脉冲干扰复合滤波法：先用中值滤波法滤除由于脉冲干扰而有偏差的采样值，然后再做算术平均。
AD582：高电平 --> 工作于保持状态，低电平 --> 工作于跟踪状态。
采样/保持器消除寄生电容的影响：用短路环把保持电容CH的非接地引脚包围起来，形成一条等电位的屏蔽层。
数据采集系统的组成：由数据输入通道、数据存储与管理、数据处理、数据输出及显示5部分组成。
数据采集系统的功能：（1）数据采集（2）信号调理（3）二次数据计算（4）屏幕显示（5）数据储存（6）打印输出（7）人机联系
控制网络与数据网络结合的优点：（1）远程传送（2）异地远程自动控制
集散型数据采集系统的优点：（1）系统适应能力强（2）系统可靠性高（3）系统的实时响应性好（4）系统对硬件的要求不高。
数据采集系统中两种不同形式的信号：（1）离散数字信号（2）连续模拟信号
连续模拟信号转换成离散数字信号：采样/保持 --> 量化 --> 编码 --> 计算机
连续模拟信号转换成离散数字信号有两个断续的过程：（1）时间断续：采样（2）数值断续：量化
Ts > 0.5Tc，会出现频率混淆，即x(t)的高频成分被叠加到低频成分上的现象。
不发生频率混淆的临界条件：fs = 2fc，不发生频率混淆的信号最高频率 fc = 0.5fs
消除频率混淆措施：（1）对于频域衰减较快的信号，采用提高采样频率的方法（2）对于频域衰减较慢的信号采用低通滤波器的方法。
采样控制方式：（1）无条件采样（2）条件采样：中断控制方式；程序查询方式（3）DMA采样
完成量化和编码的器件是模数转换器（即A/D转换器）
双极性编码
偏移二进制码：是转换器最容易实现的双极性编码
“1000”--> 模拟零，即模拟电压对应2^(n-1)数值。
“1111”--> 模拟正满量程减1LSB，即FSR - FSR/(2^(n-1))
偏移二进制码优点：容易实现，容易转换成2的二进制补码；缺点：在零点附近会发生主码跃迁。
电子多路开关分类：（1）双极性晶体管开关（2）场效应晶体管开关（3）集成电路开关
多路开关的单端接法：把所有输入信号源的一端接至同一个信号地，再将信号地与A/D转换器的模拟地相接。
多路开关的双端接法：把所有输入信号源的两端各自分别接至多路开关的输入端。
双端接法优点：信号源信噪比较小时，必须使用双端接法，双端接法的抗共模干扰能力强，适用于采集低电平信号。
测量放大器特点：高输入阻抗、低输出阻抗、强抗共模干扰能力，低温漂、低失调电压、高稳定增益。
测量放大器采用对称结构：提高共模抑制比，降低温漂影响。
测量放大器技术指标：非线性度、温漂、建立时间、恢复时间、电源引起的失调、共模抑制比。
采样/保持器组成：模拟开关K、保持电容CH、缓冲放大器A
采样/保持器的两个稳定工作状态：（1）跟踪状态（2）保持状态
跟踪状态 --> 存储模拟多路开关输入的模拟信号，精确跟踪模拟输入信号的变化。
采样/保持器按结构分为两种：（1）串联型（2）反馈型
串联型优点：结构简单；缺点：精度不高，跟踪速度也较低。
电荷转移偏差：电荷通过寄生电容转移到电容器上引起。
消除电荷转移偏差：加大保持电容器CH的容量。但是也增大了采样/保持器的响应时间。
A/D转换器分类：（1）直接比较型：连续比较、逐次逼近（2）间接比较型：双斜式、脉冲调宽型、积分型。
A/D转换器的分辨率：指A/D转换器能分辨的模拟信号的最小变化量。
精度：转换后所得结果相对与实际值的准确度。
绝对精度：实际模拟输入电压与理想模拟输入电压之差。
转换时间：按照规定的精度将模拟信号转换为数字信号并输出所需的时间
精度一定，信号频率越高，转换时间越短；频率一定，转换时间越长，误差越小。
平均值转换：tCONV越长，抑制干扰能力越强。平均值响应的转换器是在牺牲转换时间的情况下提高转换精度的。
A/D转换器与微机接口的三个问题：（1）A/D转换器输出到总线的数据需加缓冲（2）产生芯片选通信号和控制信号（3）从A/D转换器读出数据。
D/A转换器分类：（1）并行D/A转换器（2）串行D/A转换器
D/A转换器组成：电阻网络、基准电源、模拟切换开关、运算放大器
D/A转换器分辨率：最小输出电压与最大输出电压之比。
D/A转换器精度
绝对精度：输入满量程数字量时，D/A转换器实际输出值与理论输出值之差，一般<1/2LSB
线性误差：D/A转换器转换特性曲线与理想特性曲线之间的最大偏差。
建立时间：从全”0“ --> 全”1“时，输出模拟量值达到正负1/2LSB所需的时间。
T型电阻D/A转换器优点：（1）转换速度快（2）尖峰脉冲小。
只舍不入最大量化误差：q，量化误差方差：q^2/12，量化误差标准差：
有舍有入最大量化误差：q//2，量化误差方差：q^2/12，量化误差标准差：
多路开关时间常数 Tc = (Rs + Ron)CT，切换时间 ts = Tcln(100/误差)，带宽 f3dB = 1/(2π(Rs+Ron)CT)，源负载效应误差：(Rs+Ron) / (Rs+Ron+RL)
测量放大器增益 K = U0/(Ui1 - Ui2) = -(1+2R1/RG)(R5/R3)
测量放大器共模抑制比CMRR = 20lg(Ucm/Uim)
采样/保持器保持电压的下降ΔU/ΔT = I/CH
2~8章定义
2~8章定义
采样的定义：一个在时间和幅值上连续的模拟信号x(t)，通过一个周期性开闭（周期为Ts，开关闭合时间为τ）的采样开关K之后，在开关输出端输出一连串在时间上离散的脉冲信号xs(nTs)，即为采样过程。
模拟多路开关的定义：在多路被测信号共用一路A/D转换器的数据采集系统中，通常用来将多路被测信号分别传送到A/D转换器进行转换，便于计算机对多路被测信号进行处理。
测量放大器的定义：测量放大器是一种带有精密差动电压增益的器件。优势：高输入阻抗、低输出阻抗、强抗共模干扰能力、低温漂、低失调电压、高稳定增益。
采样/保持器的定义：完成（1）在A/D转换开始时将输入信号的电平保持住，（2）而在A/D转换结束后又能跟踪输入信号的变化的功能的器件。
模数转换器（A/D转换器）的定义：是把采集到的采样模拟信号量化和编码后，转换成数字信号并输出的一种器件。
数模转换器（D/A转换器）的定义：是一种将数字量转换成模拟量的器件。
数据的接口板卡的定义：在印刷电路板上集成了模拟多路开关、程控放大器、采样/保持器、A/D转换器、D/A转换器的器件。
3~7章主要技术指标
多路开关主要技术指标：（1）RON --> 导通电阻（2）Is --> 开关断开时的泄漏电流（3）ton --> 选通信号EN达到50%这一点到开关接通时的延迟时间（4）tOFF --> 选通信号EN达到50%这一点到开关断开时的延迟时间（5）topen --> 开关从一个通道的接通状态转到另一个通道的接通状态并达到稳定所用的时间。
测量放大器主要技术指标：（1）非线性度 --> 放大器实际输出输入关系曲线与理想直线的偏差（2）温漂 --> 测量放大器输出电压随温度变化而变化的程度（3）建立时间 --> 从阶跃信号驱动瞬间至测量放大器输出电压达到并保持在给定误差范围内所需的时间（4）恢复时间 --> 从撤除驱动信号瞬间至放大器由饱和状态恢复到最终值所需的时间（5）电源引起的失调 --> 电源电压每变化1%，引起放大器的漂移电压值（6）共模抑制比 --> CMRR = 20lg(Ucm / Uin)
采样/保持器主要技术指标：（1）孔径时间 tAP --> 保持指令给出瞬间到模拟开关有效切断所经历的时间（2）孔径不定时间 ΔtAP --> 指孔径时间的变化范围（3）捕捉时间 tAC --> 从保持状态转到跟踪状态时，采样/保持器的输出从保持状态的值变到当前的输入值所需的时间（4）馈送（5）跟踪到保持的偏差（6）电荷转移偏差 --> 电荷通过寄生电容转移到保持电容器CH上的现象（7）保持电压的下降 -->
A/D转换器主要技术指标：（1）分辨率 --> FSR/2^n，相对分辨率 --> 1 / 2^n（2）量程 --> A/D转换器所能转换模拟信号的电压范围（3）精度 --> 绝对精度 --> 对应于输出数码的实际模拟输入电压与理想模拟输入电压之差 相对精度 --> 绝对精度 / FSR（4）转换时间 --> 按照规定的精度将模拟信号转换为数字信号并输出所需的时间 转换速率 --> 每秒钟转换的次数（5）偏移误差 --> 最低有效位成“1”状态时的实际输入电压与理论输入电压之差（6）增益误差 --> 满量程输出数码时，实际模拟输入电压与理想模拟输入电压之差（7）线性误差 --> 在没有增益误差和偏移误差的条件下，实际传输特性曲线与理想特性曲线之差
D/A转换器主要技术指标：（1）分辨率 --> 1 / (2^n - 1)（2）精度 --> 绝对精度 --> 输入满量程数字量时，D/A转换器实际输出值与理论输出值之差，一般小于|1/2LSB|，相对精度 --> 绝对精度与额定满量程输出值的比值（3）线性误差 --> D/A转换器芯片的转换特性曲线与理想特性曲线之间的最大偏差（4）建立时间 --> D/A转换器输入数码满量程变化（从全“0”--> 全“1”），其输出模拟量值达到|1/2LSB|范围所需要的时间
