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美国罗克韦尔AB模块PLC的基本组成

　　PLC基本组成包括中央处理器(CPU)、存储器、输入/输出接口(缩写为I/O，包括输入接口、输出接口、外部设备接口、扩展接口等)、外部设备编程器及电源模块组成，见图1。PLC内部各组成单元之间通过电源总线、控制总线、地址总线和数据总线连接，外部则根据实际控制对象配置相应设备与控制装置构成PLC控制系统。

　　1. 中央处理器

　　中央处理器(CPU)由控制器、运算器和寄存器组成并集成在一个芯片内。CPU通过数据总线总线、地址总线、控制总线和电源总线与存储器、输入输出接口、编程器和电源相连接。

　　小型PLC的CPU采用8位或16位微处理器或单片机，如8031、M68000等，这类芯片价格很低；中型PLC的CPU采用16位或32位微处理器或单片机，如8086、96系列单片机等，这类芯片主要特点是集成度高、运算速度快且可靠性高；而大型PLC则需采用高速位片式微处理器。

　　CPU按照PLC内系统程序赋予的功能指挥PLC控制系统完成各项工作任务。

　　2. 存储器

　　PLC内的存储器主要用于存放系统程序、用户程序和数据等。

　　1)系统程序存储器

　　PLC系统程序决定了PLC的基本功能，该部分程序由PLC制造厂家编写并固化在系统程序存储器中，主要有系统管理程序、用户指令解释程序和功能程序与系统程序调用等部分。

　　系统管理程序主要控制PLC的运行，使PLC按正确的次序工作；用户指令解释程序将PLC的用户指令转换为机器语言指令，传输到CPU内执行；功能程序与系统程序调用则负责调用不同的功能子程序及其管理程序。

　　系统程序属于需长期保存的重要数据，所以其存储器采用ROM或EPROM。ROM是只读存储器，该存储器只能读出内容，不能写入内容，ROM具有非易失性，即电源断开后仍能保存已存储的内容。

　　EPEROM为可电擦除只读存储器，须用紫外线照射芯片上的透镜窗口才能擦除已写入内容，可电擦除可编程只读存储器还有E2PROM、FLASH等。

　　2)用户程序存储器

　　用户程序存储器用于存放用户载入的PLC应用程序，载入初期的用户程序因需修改与调试，所以称为用户调试程序，存放在可以随机读写操作的随机存取存储器RAM内以方便用户修改与调试。

　　通过修改与调试后的程序称为用户执行程序，由于不需要再作修改与调试，所以用户执行程序就被固化到EPROM内长期使用。

　　3)数据存储器

　　PLC运行过程中需生成或调用中间结果数据(如输入/输出元件的状态数据、定时器、计数器的预置值和当前值等)和组态数据(如输入输出组态、设置输入滤波、脉冲捕捉、输出表配置、定义存储区保持范围、模拟电位器设置、高速计数器配置、高速脉冲输出配置、通信组态等)，这类数据存放在工作数据存储器中，由于工作数据与组态数据不断变化，且不需要长期保存，所以采用随机存取存储器RAM。

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数字功放由于工作方式与传统模拟功放不同,因此克服了模拟功放固有的一些缺 点,并且具备了一些的特点.

1. 过载能力与功率储备

数字功放电路的过载能力远远高于模拟功放. 模拟功放电路分为 A 类, 类或 AB 类功 B 率放大电路,正常工作时功放管工作在线性区;当过载后,功放管工作在饱和区,出现谐波 失真,失真程度呈指数级增加,音质迅速变坏.而数字功放在功率放大时一直处于饱和区和 截止区,只要功放管不损坏,失真度不会迅速增加

由于数字功放采用开关放大电路,效率,可达 75[%]~90[%](模拟功放效率仅为 30[%]~50[%]),在工作时基本不发热.因此它没有模拟功放的静态电流消耗,所有能几 乎都是为音频输出而储备,加之前后无模拟放大,无负反馈的牵制,故具有更好的"动力" 特性,瞬态响应好,"爆棚感"

2. 交越失真和失配失真

模拟 B 类功放在过零失真,这是由于晶体管在小电流时的非线性特性而引起的在输出 波形正负交叉处的失真 (小信号时晶体管会工作在截止区, 无电流通过, 导致输出严重失真) . 而数字功放只工作在开关状态,不会产生交越失真.

模拟功放存在推挽对管特性不一致而造成输出波形上下不对称的失配失真, 因此在设计 推挽放大电路时,对功放管的要求非常严格.而数字功放对开关管的配对无特殊要求,基本 上不需要严格的挑选即可使用.

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