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
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Àå
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¾ Ð ·Â
A/D
º ¯È¯±â
º¯
ˤ
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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);
}