第4章集成变换器及其应用课程.ppt

集成电路原理及应用 山东理工大学电气与电子工程学院 第4章 集成变换器及其应用 4.1 阻抗变换器 第4章 集成变换器及其应用 变换器或变换电路是指从一种电量或参数变换为另一种电量或参数的电路。本章主要介绍集成变换器及其应用，包括：阻抗变换器、U/I、I/U、U/F、F/U、T/I、T/U、A/D、D/A变换器等。 本节主要介绍负阻抗变换器、阻抗模拟变换器、模拟电感器、电容倍增器等阻抗变换器。 阻抗的模拟和变换是集成运放的一个重要应用方面，例如电容的损耗补偿、电阻时间常数补偿、电流互感器的误差补偿等。 4.1.2 阻抗模拟变换器 4.3 U/F变换器和F/U变换器 1. 引脚及其功能 1脚：V+ ，为正电源端。 2脚、3脚：NC，为空脚。 4脚：IOUT，为内部积分输出端，一般与5脚之间接入积分电容。 5脚：CINT,为积分负输入端，接积分电容。 6脚、7脚：IN+、Ui ，为积分同相输入与模拟电压输入端。 8脚：V?，为负电源端。 9脚：Cos ，输出单稳电容端。 10脚：CLK，同步时钟输入端。 4.4 精密T/I和T/U变换器 4.5 D/A转换器 4.5.2 12位串行D/A转换器DAC7512 ①微功耗：5V供电时的工作电流消耗为135?A；在掉电模式时，5V电源供电下的电流消耗为135nA，若采用3V供电时，其电流消耗仅为50nA。 ②宽的供电电压范围：＋2.7V～＋5.5V 。 ③上电复位后输出电压为0Ｖ。 ④具有三种关断工作模式可供选择，5V电压下的功耗仅为0.7mW。 ⑤具有低功耗施密特输入串行接口。 ⑥内置满幅输出的缓冲放大器。 4.6 A/D转换器 3. A/D转换器的主要技术指标 ①分辨率：对应于最小数字量的模拟电压值称为分辨率，它表示对模拟信号进行数字化能够达到多细的程度。 ②量程：即所转换的电压范围。 ③精度：有绝对精度和相对精度两种表示法。对应一个给定的数字量的理论模拟量输入与实际模拟量输入之差称为绝对精度或绝对误差。绝对精度通常用最小有效位LSB的分数表示，如精度为: AD574A的引脚定义如下： 8脚REF OUT：内部参考电源输出(+10V)。 10脚REF IN：参考电压输入。 12脚BIP：偏置电压输入。接至正负可调的分压网络，以调整ADC输出的零点。 13脚10VIN：±5 V或0～10V模拟输入。 14脚20VIN：±10 V或0～20V模拟输入。 7、11脚Vcc、VEE ：模拟部分供电的正电源和负电源，为±12V或±15V。 15脚DGND：数字地。 9脚AGND：模拟地。 9脚AGND：模拟地。 16～27脚DB0～DB11：数字量输出, 高半字节为DB8～DB11;低半字节为DB0～DB7。 4脚A0：字节选择控制线。在启动AD574A转换时，用来控制转换长度。A0＝0时，按完整的12位A/D转换方式工作，A0＝1时，则按8位A/D转换方式工作。 本章结束 4.6.3 16位串行A/D转换器MAX195 MAX195是MAXIM公司推出的16位逐次逼近型 A/D转换器 芯片的主要性能如下： 逐次比较型，分辨率16位。 三态串行数据输出口，与SPI/QSPI和 Micro wire兼容。 单极性和双极性模拟输入。 片内跟踪/保持功能。 具有线性和失调校准电路。 转换时间最小值为9.4μs。 采样速率为100000次/s。 积分非线性误差为±0.003%FSR。 最大微分非线性误差为±0.00156%。 最大功耗为80mW。 MAX195为小型16脚DIP和SO封装，如图所示。 图 4-6-7 MAX195引脚排列图 因为该芯片使用多路电源，所以必须注意上电次序：先加VDDA，后加VDDD。先加VSSA，后加VSSD。先加VDDD，后加AIN和REF。 片选输入端，低电平有效。它允许串行接口和三态数据输出。 8 转换结束/校准输出端，低电平有效。该引脚的电平状态能判断转换或校准的状态（开始和结束），可作为MCU查询或向MCU中断申请信号。 7 数字地。 DGND 6 串行数据输出端，先高位（MSB）后低位（LSB）输出形式。 DOUT 5 数字正电源输入端，典型值为＋5V。 VDDD 4 串行时钟输入端。 SCLK 3 转换时钟输入端。 CLK 2 双极性/单极性/停止输入端。当该脚为0V时，为停止状态；接＋5V时，为单极性状态；悬浮时，为双极性状态。 BP/UP/ 1 功 能 符号 引脚 表4-6-2 MAX195引脚功能 模拟负电源输入端，典型值为－5V。 VSSA