컴퓨터 계측 및 실습 A/D-converter 영남대학교 기계공학부
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Transcript 컴퓨터 계측 및 실습 A/D-converter 영남대학교 기계공학부
컴퓨터 계측 및 실습
A/D-converter
영남대학교 기계공학부
Quantization(양자화)
Sampling(표본화)
샘플링주기와 aliasing
A/D변환기의 역할
¾ Ƴ¯·Î±× Àü¾ Ð
µðÁöÅÐ °ª
¿Â µµ
±â
°è
Àå
Ä¡
¾ Ð ·Â
A/D
º ¯È¯±â
º¯
ˤ
°¡¼Óµµ
ÀÔ
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Æ÷
Æ®
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Ç»
ÅÍ
A/D-Converter의 디지탈출력
¾Æ³¯·Î±× ½ÅÈ£
ÃàÂ÷ºñ±³Çü
8ºñÆ® º´·Ä
A/D º¯È¯±â
.. 7..
.. ..
8ºñÆ® º´·Ä
µðÁöÅÐ Ãâ·Â
0
(a)
ÃÖÇÏÀ§ ÀÚ¸®
ÃàÂ÷ºñ±³Çü
8ºñÆ® Á÷·Ä
A/D º¯È¯±â
¾Æ³¯·Î±× ½ÅÈ£
( b)
ÃÖ»óÀ§ ÀÚ¸®
0
1
1
1
1
0
0
0
A/D변환기의 종류
A/D변환방식
적분형
변환시간
1[ms] ∼
200[ms]
비교형
추종비교(계수)형
축차비교형
병렬비교형
0.4[μ s] ∼
0.4[μ s] ∼
수[ns] ∼
200[ms]
200[μ s]
300[ns]
변환속도
저속
저속
중속
고속
용도
계측기
계측기
계측기
화상신호처리
(비교적 낮은 주파수
(디지털 전압계)
(주파수 카운터)
를 측정하는 주파수
센서 입력용 음성신
카운터, 디지털 전압
호의 통신· 기록
계)
고속통신
의료용
3 bit 병렬 A/D-Converter
Successive approximation
축차비교형
Ramp A/D-converter
Dual-ramp A/D-Converter
A/D 변환기의 구성
14bit
차동증폭기
Multiplexer
Sample & Holder
Programmable Gain
- 12bit A/D Converter
- Throughput Rate : 370 KHz at 14bit Accuracy
- 8Ch 차동입력 또는 16Ch Single Ended 입력
- 입력범위 ±10, ±5, ±2, ±1, 0~10, 0~5, 0~2, 0~1
- Programmable Gain : 1, 2, 5, 10 배
A/D 변환기 레지스터
표8.1 A/D 데이터 레지스터 구조(Reading)
Addr e s s
Re gis te r S iz e
CS 0+0
32 Bit
Re gis te r 구조
Bit31 ~ Bit12
Bit13 Bit12 Bit11 Bit10 Bit9
Bit8
Bit7
Bit6
Bit5
Bit4
Bit3
Bit2
Bit1
A/ D Da ta (14Bit)
사용안함
표8.2 A/D 변환 체크 레지스터 구조(Reading)
Addr e s s
Re gis te r S iz e
CS 0+4
32 Bit
Re gis te r 구조
Bit31 ~ Bit7
사용안함
※ C : A/D Conversion 완료 체크 플래그, 0이면 A/D 변환중이고 1이면 변환완료.
Bit0
C
Bit0
표 8.3 A/D 컨트롤 레지스터 구조
Addr e s s
Re gis te r S iz e
CS 0+12
32 Bit
Re gis te r 구조
Bit31 ~ Bit7
사용안함
Bit6
P
Bit5
Bit4
Ga in 설정
Bit3
Bit2
채널설정
※ P : Polarity, 0이면 Uni-polar이고 1이면 Bi-polar.
☞. A/D 트리거
• A/D 컨트롤 레지스터를 설정한 후 A/D 트리거를 수행하면 A/D 변환을 수행한다.
• A/D 트리거는 CS0+8 레지스터에 아무값이나 쓰면 된다.
Bit1
Bit0
Channel 설정
표8.4 A/D 컨트롤 레지스터를 이용한 채널설정
Channel 번호
0
1
2
3
…
…
13
14
15
Bit3
0
0
0
0
Bit2
0
0
0
0
Bit1
0
0
1
1
Bit0
0
1
0
1
0
1
1
1
0
1
…
…
1
1
1
1
1
1
입력 범위 설정
표8.5 A/D 컨트롤 레지스터를 이용한 입력범위 설정
입력범위(V)
0 ~ 10
0~5
0~2
0~1
-1 ~ +1
-2 ~ +2
-5 ~ +5
-10 ~ +10
Bit3
0
0
0
0
1
1
1
1
Bit2
0
0
1
1
0
0
1
1
Bit1
0
1
0
1
0
1
0
1
레지스터 직접 제어를 통한 A/D
시작
채널 및 입력 범위 설정
A/D 컨트롤 레지스터
(CS0+12)에 채널 및 입력
범위 설정값을 써넣는다.
A/D 트리거
A/D 트리거 레지스터
(CS0+8)에 아무값이나 쓰
면 A/D 트리거가 된다.
N
A/D Conversion
complete ?
레지스터(CS0+4)의 값을
읽어 Bit0값을 체크한다.
이 값이 1이면 변환 완료.
Y
A/D 데이터 읽기
레지스터(CS0+0)의 값을
읽어 하위 12비트를 A/D
데이터로 취한다.
온도센서
실험목적
이번 실험은 온도에 따라 저항이 변하는
소자인 NTC 서미스터를 사용하여 온도
를 A/D변환기를 거쳐 컴퓨터에 의해 측정
하여 온도라는 물리량에 대한 디지털 계
측을 합니다.
열전쌍(Thermocouple)
- 상이한 금속으로 만들어진 두개의 전기 도체로 이루어져 있으며,
적어도 한 곳에서 전기적으로 연결되어 있다.
- Seebeck 효과 : Thomas Johann Seebeck 이 발견 회로내 접점의 온도차이에
기인하는 개방 열전대 회로의 전압 또는 기전력
열전쌍의 연결
서미스터 (Thermistor)
Thermistror
Thermal +Transistor
온도에 따라 전기저항치가 달라지는 반도체 회로소자
를 이용한 온도측정기
종류
NTC (Negative Temperature Coefficient)
온도 상승과 함께 저항치가 감소
가장 일반적
PTC (Positive Temperature Coefficient)
온도 상승과 함께 저항치가 증가
CTC (Critical Temperature Resistor)
어는 온도에서 저항치가 급히 감소
서미스터의 온도범위와 재료
NTC Thermistor
- Mn, Co, Ni, Fe, Cu 등의 천이금속 산화물을 혼합해서 성형하고 1000°C 이상의
고온에서 소결한 세라믹계열의 서미스터
- 온도특성치나 저항특성을 재료나 소결조건에 따라 자유로이 제어가능
R R0e
1
1
B
t 273 t 273
0
서미스터의 결합방식
- 호환성의 문제가 있어서
소자 상호 또는 호환용 저항을
부가하여 온도특성을 균일화
하는 결합방식을 사용
서미스터 검출회로 예
실험목적
이번 실험은 써미스터를 이용하여 실제
의 온도를 계측하여 봄으로써 A/D변환
을 실습해 봅니다.
회
로
도
Ontheron
int
m_therdata
Ontheroff
Onloadcelloff
Onloadcellon
int
m_loadcelldata
프로그램 설명
void CComPractDlg::Ontheron()
{
COMI_AD_SetRange (m_hDevice, 0, 0, 10);
SetTimer(0 , 100 , NULL);
}
void CComPractDlg::Ontheroff()
{
KillTimer(0);
}
void CComPractDlg::OnTimer(UINT nIDEvent)
{
m_therdata = COMI_AD_GetDigit (m_hDevice, 0);
UpdateData (FALSE);
CDialog::OnTimer(nIDEvent);
}