第六章 信号转换电路.ppt

测控电路第六章　信号转换电路　 主讲：许德章博士、教授 第一节 采样保持电路 6.1.1模拟开关 模拟开关是一种在数字信号控制下将模拟信号接通或断开的元件或电路。该开关由开关元件和控制（驱动）电路两部分组成。 模拟开关的分类 按切换的对象使用的元件：　　机械触点式 　　　电子式 机械触点式： 　　　干簧继电器，水银继电器及机械振子继 电器等。 电子式开关：二极管、双极性晶体管、场效应晶体管、光耦合器件及集成模拟开关等。 第一节 采样保持电路 第一节 采样保持电路 模拟开关的分类（电压和电流开关） 第一节 采样保持电路 第一节 采样保持电路 第一节 采样保持电路 CMOS开关电路 第一节 采样保持电路 二、CMOS开关电路 第一节 采样保持电路 第一节 采样保持电路 第一节 采样保持电路 第一节 采样保持电路 第一节 采样保持电路 第一节 采样保持电路 第一节 采样保持电路 总结 从元件方面来看，提高精度的重要措施是 减小各种漏电流和偏置电流，选用介质吸附效应小的电容器，减小开关导通电阻等的影响。提高工作速度的措施是提高开关速度，减小开关极间电容的影响，选用上升速率和输出电流大的运算放大器。 第一节 采样保持电路 6.1.3采样、保持实用电路 一、高精度采样、保持电路 第一节 采样保持电路 （2）电容校正方法 第一节 采样保持电路 二、高速采样、保持电路 第一节 采样保持电路 第一节 采样保持电路 总结 模拟开关：要求模拟开关的导通电阻小，漏电流小，极间电容小和切换速度快。 存储电容：要选用介质吸附效应小的和泄漏电阻大的电容。 运算放大器：选用输入偏置电流小、带宽宽及转换速率（上升速率）大的运算放大器；输入运放还应具有大的输出电流 第二节　电压比较电路 比较器与通用运算放大器和专用集成比较器的区别 （1）比较器的一个重要指标是它的响应时间，它一般低于10-20ns。响应时间与放大器的上升速率和增益-带宽积有关。因此，必须选用这两项指标都高的运算放大器作比较器，并在应用中减小甚至不用相位补偿电容，以便充分利用通用运算放大器本身的带宽来提高响应速度。 （2）当在比较器后面连接数字电路时，专用集成比较器无需添加任何元器件，就可以直接连接，但对通用运算放大器而言，必须对输出电压采取嵌位措施，使它的高，彽输出电位满足数字电路逻辑电平的要求。 第二节　电压比较电路 一 、比较器的特性 二、电平比较电路 1、差动比较电路 第二节　电压比较电路 2、求和比较电路 优点：阈值可变 缺点：振零现象 第二节　电压比较电路 三、 滞回比较电路 第二节　电压比较电路 四、 窗口比较电路 第三节　电压频率转换电路 V/f 转换器 定义：V/f (电压/频率)转换器能把输入信号电压转换成相应的频率信号，即它的输出信号频率与输入信号电压值成比例，故又称为电压控制(压控)振荡器(VCO)。 应用：在调频，锁相和A/D变换等许多技术领域得到非常广泛的应用。 指标：额定工作频率和动态范围，灵敏度或变换系数，非线性误差，灵敏度误差和温度系数等 第三节　电压频率转换电路 第三节　电压频率转换电路 第三节　电压频率转换电路 第三节　电压频率转换电路 第三节　电压频率转换电路 第三节　电压频率转换电路 6.3.2频压转换电路（f/V） 一、通用f/V 转换电路 第三节　电压频率转换电路 第三节　电压频率转换电路 第四节　电压／电流转换电路 第四节　电压／电流转换电路 第五节　模拟数字转换电路 第五节　模拟数字转换电路 量化和量化误差 第五节　模拟数字转换电路 第五节　模拟数字转换电路 第五节　模拟数字转换电路 第五节　模拟数字转换电路 第五节　模拟数字转换电路 6.5.2 A/D转换器 一、A/D转换器的基本原理 第五节　模拟数字转换电路 2 逐次逼进式A/D转换器 第五节　模拟数字转换电路 3 并行比较式A/D转换器 第五节　模拟数字转换电路 三、集成A/D转换器ADC0809 第五节　模拟数字转换电路 1、集成A/D转换器ADC0809 第五节　模拟数字转换电路 第五节　模拟数字转换电路A/D-D/A 仿真（采样频率 100Hz) 第五节　模拟数字转换电路A/D-D/A 仿真（采样频率 100Hz) 当UiUR时， VOUT = 0 (逻辑低电平） ViVR时，VOUT = 1 (逻辑高电平）；由于失调电压的存在，在精密的比较中必须补偿输入失调电压；比如若VOS 在同向输入端为正，若阈值为VR，则比较器输入参考电平应为VR-VOS; VR=0时，称为过零比较器，又称鉴零器。 ViVR, VOUT = “0”, VIVR, VOUT = “1”. 对于缓慢变