g f1(t) f(t) Ts
0
t
Ts
t
(a)
0
-π Φ(ω)
ω ωs 2ωs 3ωs
0
Ts 2Ts 3Ts 4Ts 5Ts
(b)
图2-2-3 零阶保持器的输出波形 图2-2-4 零阶保持器的单位冲激响应（a） 和频率响应（b）
模拟输出通道的基本理论
可以通过推导得:
其中:
F ( ) 称为基带频谱
… 数据 寄存器R1 控制逻辑
数据 寄存器R1
… 数据 寄存器R1
D/A …
调理电路
…
D/A
调理电路
执行 机构
图2-2-8 数据分配同步转换电路
三、模拟分配分时转换结构
寄存器 D/A转换器 采样 保持器 采样 保持器 … 采样 保持器 （a） 调理电路 调理电路 … 执行 机构 执行 机构 … 执行 机构
三、数字自动增益控制（AGC）
讨论： 为什么要采用数字自动增益控制（AGC）？
简单的说--就是把输出信号取出一部分处理之后返回 输入端控制放大器或者处理电路的增益,使之保持在 一个水平之内.
比如我们说话的音量,说出去之后耳朵会取样,告诉大 脑我们现在说话的声音有多大,再由大脑控制说话的 音量.耳朵在这个过程中就是AGC电路 输出就是嘴,放 大器和处理电路就是大脑.
F ' ( )称为调制频谱
由下图可知,保持器的频谱响应具有突出基 带作用,可以部分阻止调制分量通过,所以,零阶 保持器输出是阶梯状.为了平滑处理,引入一低 通滤波器.
H(ω)
Ts
F ( ) Ts
平滑滤波器H1（ω ）
1
F ' ( ) Ts
0
ωc
ωs
2ωs
ω
图2-2-5 零阶保持和平滑滤波器的作用
数据 寄存器R1
… 数据 寄存器R1 控制逻辑
D/A …
执行 机构
…
D/A
调理电路
执行 机构
图2-2-7 数据分配分时转换电路
此电路不适合于要求多参量同步控制执行机构的系统
二、数据分配同步转换电路
数据 寄存器R1 计 算 机 数据 寄存器R1 D/A 调理电路 执行 机构 执行 机构 …
数据 寄存器R1
2.选择： 1）对于中等分辨力（8位到10位）的输出 通道，采用2-2-8的方案能获得较好的性 能，成本与模拟不相上下。 2）高于12位的输出通道由于当前存储电容 的介质吸附效应指标不够理想，要使 S/H满足高分辨力和高速度的要求还比 较困难，故虽然成本较高，但仍须采用 2-2-8方案。
2.2.3 模拟输出通道组成电路 的选用
控制逻辑A转换器
模 拟 多 路 切 换 器
跟随保持 放大器 跟随保持 放大器 跟随保持 放大器 …
调理电路 调理电路 …
执行 机构 执行 机构 … 执行 机构
调理电路
控制逻辑 （b） 图2-2-9 分时转换多通道模拟分配结构
四、比较和选择
1.比较： 模拟分配方案因受存储电容漏电因素的 影响，通道输出的稳定性不易做得很好， 但是由于存储电容的积分平滑作用，通 道的输出不会出现大幅度的突跳现象， 同时整个通道的成本较低；相比之下， 数字分配方案电路复杂，成本较高，且 通道的输出存在突跳现象。但这种通道 的输出十分稳定，输出的精度和平滑程 度仅由DAC的线性误差和分辨力决定。
一、D/A转换器 1.D/A位数的确定 仪表精度δ应与D/A位数相匹配，即δ=2-n,若模 拟执行元件的分辨率为VTH,它所需要的控制信 号的最大摆幅为Vmax,,则用来提供这一模拟信号 的DAC的位数应该满足下式：
2.2.1 模拟输出通道的基本理 论
一、零阶保持与平滑滤波 模拟信号数字化三环节：
采样 量化
由采样开关或多 路开关完成
由A/D转换器完成
编码
数字信号模拟化两环节： 保持
D/A
讨论：与“采样”相反的“保持”是什么意思？
怎样实现？
1.如何填补采样点之间的空白？ 方法一：把相邻采样点之间用直线连接起来，称为“一阶保持”方式。 方法二：每个采样点的幅值保持到下一个采样点，称为“零阶保持” 方式。这种方式很容易用电路来实现。
2.2 模拟输出通道
学院：电子信息与自动化学院 专业：信号分析处理 姓名：----
测试结果的数字显示（LED、LCD显示、CRT） 数字信号输 测试结果的数字记录（数字磁记录或光记录、 出通道 打印纸记录） 微机化测试系统 信号输出通道 模拟信号输 出通道 主要用于对连续变量的执行机构进行控制 测试结果的数据传输
2.2.2 模拟输出通道的基本结 构
显示器 寄存器 D/A 模拟输出通道 图2-2-6 模拟输出通道的基本组成 单通道 模拟信号输出 通道基本结构 多通道 数据分配分时转换结构 数据分配同时转换结构 模拟分配分时转换结构 比较和选择 调理电路 记录器 终 端
一、数据分配分时转换电路
数据 寄存器R1 主 计 算 机 D/A 调理电路 调理电路 … 执行 机构
F(ω) 称为基带频谱，F’(ω)称为调制频谱。为了使这些 阶梯变平滑，就需要一个低通滤波器将漏过的调制频谱F’(ω)滤掉， 而将基带频谱F(ω)保留下来。具有这种功能的低通滤波器成为平滑 滤波器。
二、保持周期的确定
零阶保持器的保持周期Ts为Ts=mt0，如 果输出通道中设定的保持周期Ts与模拟 信号输入通道中设定的采样周期T 相等， 即Ts=T，则经零阶保持和平滑滤波后恢 复的信号波形理论上与输入保持相同。 但若不满足以上条件，而只保持固定的 比例关系，即Ts/T=a(常数)，则恢复的 模拟信号 f0(t)=f(t/a)。
（a）一阶保持
（b）零阶保持
图2-2-1 一阶保持与零阶保持
零阶保持的电路实现
寄存器 寄存器 …
D/A D/A …
D/A
S/H S/H … S/H
寄存器
D/A
(a)数字保持方式
(b)模拟保持方式
图2-2-2 零阶保持器的两种形式
数据保持方式,模拟保持方式
上图a为数据保持方式，即在D/A之间加设一个寄存器，让 每个采样点的数据在该寄存器中一直寄存到本路信号的下个采 样点数据到来为止，这样D/A转换器输出波形就不是离散的脉 冲电压，而是连续的台阶电压。 上图b为模拟保持方式，即在公用的D/A之后每路加一个采 样保持器，保持器将D/A转换器输出子样电压保持到本路信号 的下一个采样电压产生时为止。这样采样保持器输出波形也是 连续的台阶电压。 图中的采样保持器都起到零阶保持的作用。