数据采集课后习题答案--马明建.ppt

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数据采集与处理习题与思考题点评和讨论第1章习题与思考题第第11章章习题与思考题习题与思考题1-3.简述数据采集系统的基本结构形式，并简述数据采集系统的基本结构形式，并比较其特点。

比较其特点。

解解：

数据采集系统的基本结构形式有数据采集系统的基本结构形式有微型计算机数据采集系统微型计算机数据采集系统集散型数据采集系统集散型数据采集系统第2章习题与思考题第第2章章习题与思考题习题与思考题2-2.试说明为什么在实际采样中，不能完全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？

满足采样定理所规定的不失真条件？

解解：

当当时，模拟信号的采样值为时，模拟信号的采样值为只有在只有在时，时，xS（nTS）与与x（t）的幅值才相同。

的幅值才相同。

若模拟信号为若模拟信号为但在工程上很难做到。

但在工程上很难做到。

2-3.对某种模拟信号对某种模拟信号x（t），采样时间间隔采样时间间隔TS分分别为别为4ms、8ms、16ms，试求出这种模拟试求出这种模拟信号的截止频率信号的截止频率fC分别为多少分别为多少？

解解：

由采样定理由采样定理，有，有，则，则当当TS=4ms时，时，fS=250Hz当当TS=8=8ms时，时，fS=125Hz当当TS=16ms时，时，fS=62.5Hz第第2章章习题与思考题习题与思考题2-4.采样周期与哪些因素有关？

如何选择采采样周期与哪些因素有关？

如何选择采样周期？

样周期？

解解：

1.采样周期与信号采样周期与信号x（t）的截止频率的截止频率fC有关。

有关。

2.根据采样定理根据采样定理，确定采样周期。

，确定采样周期。

第第2章章习题与思考题习题与思考题2-6.对采样信号进行量化的最小数量单位是对采样信号进行量化的最小数量单位是多少？

它与多少？

它与FSR和和量化器的位数量化器的位数n之间之间有何关系？

有何关系？

解解：

2.q与与FSR成正比，与成正比，与2n成反比。

成反比。

1.最小数量单位是量化单位最小数量单位是量化单位q，q=。

第第2章章习题与思考题习题与思考题2-9.把十进制数把十进制数256转换成相应的转换成相应的BCD码。

码。

解解：

256001001010110第第2章章习题与思考题习题与思考题第3章习题与思考题第第3章章习题与思考题习题与思考题3-2.模拟多路开关输入端一般是几个端子？

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？

输出端为几个端子的通道选择器？

解解：

模拟多路开关输入端一般是模拟多路开关输入端一般是8个端子，个端子，输出端为输出端为1个端子的通道选择器。

个端子的通道选择器。

3-3.某数据采集系统具有某数据采集系统具有8个模拟通道。

各个模拟通道。

各通通道输入信号的频率可达道输入信号的频率可达5kHz，而且至少要，而且至少要用每个采样周期用每个采样周期10个采样点的速度进个采样点的速度进行采样。

问：

行采样。

问：

多路开关的切换速率应是多少？

多路开关的切换速率应是多少？

可选用什么类型的多路开关？

可选用什么类型的多路开关？

解解：

fC=5kHz，采样频率采样频率第第3章章习题与思考题习题与思考题采样周期采样周期每个采样点的采样周期每个采样点的采样周期切换速率切换速率第第3章章习题与思考题习题与思考题第第3章章习题与思考题习题与思考题选择多路开关选择多路开关则则CD4051开关的切换时间为开关的切换时间为1.6s开关的切换速率开关的切换速率多路多路开关选择开关选择CD4051。

由由表表3.5可知可知，CD4051的的ton和和toff都为都为0.8s第4章习题与思考题第第4章章习题与思考题习题与思考题4-2.设一数据采集系统有测量放大器设一数据采集系统有测量放大器，已知已知R1=R2=5k，RG=100，R4=10k，R5=20k，若若R4和和R5的精度为的精度为0.1%，试求此放大器的增益及试求此放大器的增益及CMRR。

解解：

放大器的增益放大器的增益其次其次R3=R4当当R4-0.05%，R5+0.05%时时当当R4+0.05%，R5-0.05%时时第第4章章习题与思考题习题与思考题4-3.设设AD521测量放大器的增益为测量放大器的增益为100，试画试画出其接线原理图，算出外接电阻值的大小。

出其接线原理图，算出外接电阻值的大小。

解解：

放大器的增益放大器的增益当当时，时，又又RS=10015%第第4章章习题与思考题习题与思考题当当RS=100+15%时，时，当当RS=100-15%时，时，第第4章章习题与思考题习题与思考题112233445566778810101111121213131414+IN+IN-IN-INRRGG10K10KUU-UUOUTOUTRRSS100K100KUU+其接线原理图其接线原理图第第4章章习题与思考题习题与思考题第5章习题与思考题5-4.孔径时间孔径时间tAP影响影响AD转换的什么参数？

转换的什么参数？

第第5章章习题与思考题习题与思考题解解：

主要影响转换精度和转换速率。

主要影响转换精度和转换速率。

第第5章章习题与思考题习题与思考题5-6.设在某数据采集系统中，采样保持器设在某数据采集系统中，采样保持器的孔径时间的孔径时间tAP=10ns，A/D转换器的位转换器的位数为数为12位位，求：

求：

采样精度能达到采样精度能达到LSB的最高信号频率的最高信号频率fmax是多少？

是多少？

若采样保持器的孔径不定若采样保持器的孔径不定tAP=1ns，则则最高信号频率最高信号频率fmax是多少？

是多少？

解解：

采样精度能达到采样精度能达到LSB的最高信号频率的最高信号频率第第5章章习题与思考题习题与思考题若采样保持器的孔径不定若采样保持器的孔径不定tAP=1ns则最高信号频率则最高信号频率第第5章章习题与思考题习题与思考题5-7.一个数据采集系统的孔径时间一个数据采集系统的孔径时间tAP=2ns，试问一个试问一个10kHz信号在其变化率最大点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？

被采样时所能达到的分辨率是多少？

解解：

第第5章章习题与思考题习题与思考题相对分辨率相对分辨率第第5章章习题与思考题习题与思考题则有则有n14第第5章章习题与思考题习题与思考题5-8.设一数据采集系统的输入满量程电压设一数据采集系统的输入满量程电压为为+10V，模拟输入信号的最高频率，模拟输入信号的最高频率是是1kHz，采样频率为，采样频率为10kHz，AD转换转换器的转换时间为器的转换时间为10s，采样保持器，采样保持器的的tAP=20ns，保持电压的下降率为，保持电压的下降率为100V/s，捕捉时间为，捕捉时间为50s。

问。

问如果允许的孔径误差和下降误差都是如果允许的孔径误差和下降误差都是0.02%，所选的采样保持器能否满足，所选的采样保持器能否满足要求？

要求？

捕捉时间能否满足要求？

捕捉时间能否满足要求？

第第5章章习题与思考题习题与思考题解解：

所选的采样保持器能否满足要求？

所选的采样保持器能否满足要求？

由于采样由于采样/保持器孔径时间应满足保持器孔径时间应满足保持电压下降率保持电压下降率应满足应满足第第5章章习题与思考题习题与思考题输入信号的最大变化率为输入信号的最大变化率为则则由由有有（V）由由有有第第5章章习题与思考题习题与思考题（V）第第5章章习题与思考题习题与思考题由由有有（ns）所选的采样保持器不满足要求。

所选的采样保持器不满足要求。

第第5章章习题与思考题习题与思考题捕捉时间能否满足要求？

捕捉时间能否满足要求？

而而捕捉时间满足要求捕捉时间满足要求。

则则5-9.设一采样保持器在保持阶段，保持电容设一采样保持器在保持阶段，保持电容CH的漏电流的漏电流ID=10nA，保持时间为，保持时间为10ns。

如果希望在保持时间内采样保持器的输如果希望在保持时间内采样保持器的输出电压出电压下降小于下降小于0.1%，试选择合适的，试选择合适的CH值。

值。

解解：

第第5章章习题与思考题习题与思考题保持电压下降率为保持电压下降率为第第5章章习题与思考题习题与思考题由于由于1F106F1012pF则则CH0.1pF第6章习题与思考题第第6章章习题与思考题习题与思考题6-1.AD转换时间转换时间tCONV=25s，最高采样频最高采样频率率fSkHz，对应的输入信号最对应的输入信号最高频率高频率fmaxkHz。

解解：

最高采样频率最高采样频率fS最高频率最高频率fmax6-6.从从AD转换时间考虑，什么情况下用查转换时间考虑，什么情况下用查询方式好？

什么情况下用中断方式好？

询方式好？

什么情况下用中断方式好？

第第6章章习题与思考题习题与思考题解：

解：

当当tCONV较短时，宜用查询方式。

较短时，宜用查询方式。

当当tCONV较长时，宜用中断方式。

较长时，宜用中断方式。

6-9.在在AD转换器中，最重要的技术指标是转换器中，最重要的技术指标是哪两个？

哪两个？

第第6章章习题与思考题习题与思考题解：

解：

转换速率转换速率精度精度第第6章章习题与思考题习题与思考题6-10.一般用什么信号来表征一般用什么信号来表征AD转换器芯转换器芯片是否被选中片是否被选中？

解：

解：

若若A/D转换器芯片为转换器芯片为AD574A，则以则以CS=0表征表征A/D转换器芯片被选中。

转换器芯片被选中。

第8章习题与思考题8-3.现有一现有一BASIC语句为语句为“U=（H*256+L）*10/4096”，试问该语句完成什么任务？

语句中的试问该语句完成什么任务？

语句中的“H*256+L”部分起什么作用，为部分起什么作用，为什么要什么要“H*256”？

第第8章章习题与思考题习题与思考题解：

解：

将将12位二进制码转换成十进制数。

位二进制码转换成十进制数。

高四位二进制码上移八位，高四位二进制码上移八位，所以所以H*256。

“H*256+L”是将高四位二进制码与低是将高四位二进制码与低八位二进制码组合成八位二进制码组合成12位二进制码；位二进制码；8-4.用用PC-6319接口板卡的接口板卡的0、1、2通道分通道分别采集别采集1节节、2节节、3节干电池的电压数节干电池的电压数据据，要求每个通道各采集要求每个通道各采集10个数据个数据，3个通道巡回采集个通道巡回采集。

设定设定PC-6139接口板接口板基地址为基地址为0100H，试用试用QUICKBASIC语言编写双端输入、程序查询方式取数语言编写双端输入、程序查询方式取数的数据采集程序，并将采集到的数据以的数据采集程序，并将采集到的数据以“V”为单位为单位，按通道号显示在屏幕上按通道号显示在屏幕上。

第第8章章习题与思考题习题与思考题解：

解：

3个通道巡回采集是指在每个采样时刻，个通道巡回采集是指在每个采样时刻，对对3个通道各采集一次数据。

个通道各采集一次数据。

第第8章章习题与思考题习题与思考题CLSN=10DIMU1（N）,U2（N）,U3（N）FORI=1TONCH%=0CALLCAIJI（CH%,U）U1（I）=UCH%=1CALLCAIJI（CH%,U）第第8章章习题与思考题习题与思考题U2（I）=UCH%=2CALLCAIJI（CH%,U）U3（I）=UNEXTIPRINTU1,U2,U3FORI=1TONPRINTU1（I）,U2（I）,U3（I）NEXTIEND第第8章章习题与思考题习题与思考题SUBCAIJI（CH%,U）ADDER%=&H100A=INP（ADDER%+3）OUTADDER%,CH%OUTADDER%+1,010IFINP（ADDER%+2）=128THEN10H=INP（ADDER%+2）L=INP（A