# 数据采集考试笔记

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## 第一章 绪论

## 第二章 传感器

## 第三章 多路开关

- **名词解释**

-  多路开关：

- $R_{on}$ 导通电压：一般比机械开关要大，对信号传输精度和程控放大器增益有较大影响，且R_on随电源电压，传输信号幅度变化而变化，不易修正

- $R_{onvs}$ 导通电阻温度飘移

- $I_c$：开关导通电流

- **$I_s$：漏电电流，当一个开关导通时，其他的n-1个断开的开关的漏电电流将会通过导通的开关输出，形成误差电压**

- **$U_{oe}$：误差电压，由漏电流导致的误差，$U_{oe}=(n-1)I_s(R_{on}+R_s)$,通过分级结合电路可以有效减少误差电压**

- $C_s$：开关断开时开关对地电容

- $C_{out}$:开关断开时疏忽对地电容

- $t_{on}$：选通信号EN达到50%时到通道打开的延时时间

- $t_{off}$：选通信号EN达到50%时到通道关闭的延时时间

- $t_{open}$：开关切换时间，开关从一个通道的接通状态转换到另一个通道接通状态并达到稳定所用的时间

- 动态响应

>**开关切换时间（设定时间）**：$$T_s=(R_s+R_{on})*C_T*ln\frac{100}{误差（百分比前面的数）}$$

**时间常数**：$$T_C=(R_s+R_{on})*C_T$$

**$C_T$表示开关输出电容$C_{OT}$和负荷电容$C_L$之和**

**等效电路带宽**$$f_{3dB}=\frac{1}{2\pi(R_s+R_{on})C_T}$$

可以通过阻抗变换器（电压跟随器）使$R_s$变小

可以通过提高多路开关电源电平是$R_{on}$变小

- **源负载效应误差：$R_s,R_{on},R_L$分压造成$$源负载效应误差=\frac{R_s+R_{on}}{R_s+R_{on}+R_L}$$,解决方法：提高内阻$R_L>>R_S+R_{on}$/根据负载效应误差计算由此引起的衰减，在下级提高增益加以补偿**

-  **串扰：断开通道的信号电压耦合到接通通道引起的误差,串扰是通过断开开关之间的分布电容进入的，加大$R_{s2},R_{on},C_L$**

- **知识点**

- 多路开关分类：机电式（大电流）和电子式（小电流）

- 多路开关的优点：体积小，寿命长，对系统影响小

- 电子多路开关分类：

>**双极性晶体管开关**：低电平时选择该通道，不能同时有两个0，优点:开关时间短，缺点：漏电电流大，导通电阻大，功耗大

>**场效应晶体管开关**：高电平时选择，（CMOS优点，$R_{ON}$小，开关时间小，功耗低） 优点：开关切换快，导通电阻小，缺点：需要单独的电平转换元件，使用不方便

>**集成电路开关**：将场效应管和地址计数器，译码器和控制电路集成在一起，优点：和CMOS一样，外加体积小

- 多路开关配置：

>**单端接法**：将所有的信号源接到同一个信号地，另一端分别接到多路开关的输入，两种接法

特点：

1. 最大限度地利用了多路开关的通道

2. 具有较（b）好的共模抑制比，但仍然很容易受到共模干扰

3. 使用于所有输入共用同一个公共电位

4. 所有信号源要治愈同样的噪声环境

5. （a）模拟地和信号地离得很近，（b）模拟地和信号地离得很远

>**双端接法**：将信号源的两端分别接到多路开关的通道上

特点：

1. 共模抑制比较高，具有较强的抗共模干扰的能力

2. 当输入信源的信噪比很小时，必须使用此方法

3. 只能使用系统的一半的通道

- 消除抖动引起的误差：多路开关在切换时存在抖动现象，会出现瞬变现象，出现短暂的尖峰电压

>消除抖动的常用方法：

**硬件方法**：RC滤波电路

**软件方法**：软件延时

##第四章 放大器

- **名词解释**

- **知识点**

- 放大电路前置的原因（放在调理电路的前面），可以有利于减少等效输入噪声，求证明

- 常用的放大器:程控放大器（PGA），仪用放大器（测量放大器），隔离放大器

- 放大倍数的计算：同相，反相（可以构成程控衰减器）

- 测量放大器：$$k=\frac{U_0}{U_{i1}-U_{i2}}=-(1+\frac{2R_1}{R_G})\frac{R_5}{R_3}$$调节$R_G$可以改变增益，两个同相和一个差动放大器

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##第五章 采样/保持器

##第六章 A/D转换器