2.1信号的采样与恢复2.2模拟量输入通道2.3模拟量输出通道2.4数字量输入输出通道2.1信号的采样与恢复输入和输出计算机的信息转换如图所示:2.采样过程及其数学描述采样过程：将模拟信号a)转换为离散模拟信号c)；采样器/采样开关：实现采样过程的装置。T：采样周期；τ：采样开关闭合的持续时间τ通常远远小于T，在分析时，可认为τ=0，此时为理想采样器，等效为一个理想的单位脉冲序列发生器，即一个以T为周期的单位脉冲序列这样，理想采样器的输入信号x(t)和采样器的输出信号x*(t)之间存在下面的关系：2.1.3信息的恢复过程和零阶保持器1.零阶保持器零阶保持器的作用是把采样时刻kT的采样值恒定不变地保持（外推）到（k+1）T时刻，也就是说，在[kT,(k+1)T]时间区间内，它的输出量一直保持为x(kT)这个值，从而使得两个采样点之间不为零值。这样，零阶保持器把离散信号恢复成了一个阶梯波形信号xh(t)，如图所示。式中为采样角频率。3.零阶保持器的实现零阶保持器可以用无源网络来近似实现。如果将零阶保持器传递函数中的eTs展开成幂级数2.2模拟量输入通道1.信号调理电路在计算机控制系统中，模拟量输入信号主要有传感器输出信号和变送器输出信号两类。传感器输出信号：①电压信号：一般为mV或μV信号。②电阻信号：单位为Ω，如热电阻（RTD）信号，通过电桥转换成mV信号。③电流信号：一般为mA或μA信号。变送器输出信号：①电流信号：一般为0~10mA（0~1.5kΩ负载）或4~20mA（0~500Ω负载）。②电压信号：一般为0~5V或1~5V信号。传感器、变送器输出信号往往不能直接送入A/D，通常1、小电压信号经放大器放大，变换成标准电压信号，如0~5V、1~5V、0~10V、-5V~+5V等，再送入A/D转换器。2、电流信号经I/V变换，将电流信号转换成标准电压信号，再送入A/D转换器。I/V变换电路分无源和有源2种。（1）无源I/V变换电路R2为精密电阻，通过此电阻将电流信号转换为电压信号。当输入电流为0~10mA时，可取R1=100Ω，R2=500Ω，这样输出的电压就为0~5V；当输入电流为4~20mA时，可取R1=100Ω，R2=250Ω，这样输出的电压就为1~5V。（2）有源I/V变换电路利用同相放大电路，把电阻R1上的输入电压变成标准输出电压。这里R1是精密电阻。该放大电路的电压放大倍数为当输入电流为0~10mA时，可取R1=200Ω，R3=100kΩ，R4=150kΩ，这样输出的电压就为0~5V；当输入电流为4~20mA时，可取R1=200Ω，R3=100kΩ，R4=25kΩ，这样输出的电压就为1~5V。2.多路模拟开关当有多个输入信号需要检测时，利用多路开关可将各个输入信号依次地或随机地连接到前置放大器或A/D转换器上，实现对各个输入通道的分时控制。单端、双向8路模拟开关CD4051介绍CD4051真值表两片CD4051扩展成16通道的多路模拟开关3.前置放大器前置放大器的任务是将模拟小信号放大到A/D转换器的量程范围内（如0~5V）。分为固定增益放大器和可变增益放大器两种，前者适用于信号范围固定的传感器，后者适用于信号范围不固定的传感器。（1）固定增益放大器固定增益放大器一般采用差动输入放大器，因其输入阻抗高，因而有着极强的抗共模干扰能力。（2）可变增益放大器在计算机控制系统中，当多路输入信号的电平相差较悬殊时，采用可变增益放大器，可以使A/D转换器信号满量程达到均一化，以提高多路数据采集的精度。常用的可变增益放大器有AD526、AD625、PGA100、PGA102、PGA202/PGA203、LH0084等。4.采样保持器完成A/D转换需要一定的时间，在转换期间内，希望输入的信号保持不变，以免造成转换误差，因此需在A/D转换器之前加入采样保持器S/H（SampleHold）。（1）采样/保持器的工作原理S/H主要由模拟开关、保持电容C和缓冲放大器组成，有采样和保持2种工作状态。2.2.2A/D转换器接口逻辑设计要点2.A/D转换器的启动方式任何一个A/D转换器都必须在外部启动信号的作用下才能开始转换，启动方式分脉冲启动和电平控制启动两种。脉冲启动转换：只需给A/D转换器的启动控制转换的输入引脚上，加一个符合要求的脉冲信号即可，如ADC0809、ADC80、ADC1210等均属此列。电平控制转换：当把符合要求的电平加到控制转换输入引脚上时，立即开始转换，而且此电平应保持在转换的全过程中，否则将会中止转换的进行。因此，该电平一般需由D触发器锁存供给，例如，AD570、AD571、AD574等均是如此。3.转换结束信号的处理方式当A