《电子系统设计与工程实践1》第七章 - 副本.ppt

7.5 信号整形电路 天津工业大学 * 7.5.4 施密特触发器构成的波形整形电路 2、施密特触发器在波形变换、整形等方面的应用 （1）波形变换及整形 利用施密特触发器可将输入的三角波变换成矩形波。同样，如果输入的是其它波形，如正弦波，只要输入信号的幅度足够大，就能够将其变成矩形波。 图7.42 施密特触发器用于波形变换及整形 7.5 信号整形电路 天津工业大学 * 7.5.4 施密特触发器构成的波形整形电路 2、施密特触发器在波形变换、整形等方面的应用 （2）消除干扰 利用施密特触发器的回差现象，适当地调整正负阈值电压可以消除矩形脉冲经过传输后受到的干扰 图7.43 施密特触发器用于消除干扰 7.5 信号整形电路 天津工业大学 * 7.5.4 施密特触发器构成的波形整形电路 2、施密特触发器在波形变换、整形等方面的应用 （3）鉴别幅度 如图7.44所示，输入为一串幅度不同的脉冲，当脉冲幅度值超过UTH+时输出一个负向的矩形脉冲，而小于UTH+的脉冲不能使电路状态翻转。调节UTH+就能够将幅度大于UTH+的脉冲鉴别出来。 图7.44 施密特触发器用于鉴别幅度 7.6 信号变换电路 天津工业大学 * 7.6.1 I/V、V/I变换电路原理及设计实例 在某些测量电路中，测量传感器输出的只是电流信号，而不是电压信号。这时，可以通过运算放大器将电流信号转换成电压信号。 图7.45 电流-电压变换电路 由于I-≈0，有U0=–RF×Iin。 7.6 信号变换电路 天津工业大学 * 7.6.1 I/V、V/I变换电路原理及设计实例 应用举例：一个能够将测量传感器输出的4~20mA的电流信号转换成-10~+10V电压信号的电流-电压变换电路如图7.46所示。 图7.46 （4～20mA）/（-10～+10V）电流-电压变换电路 7.7 设计实例——基于热电阻的温度测量电路的设计 天津工业大学 * 设计任务： 设计一智能测温仪表中使用的温度测量电路，该电路以热电阻为敏感元件进行温度检测，测量温度范围为0～300℃，电路输出与温度成线性关系的电压，送至ADC进行采样，采样频率为200Hz，ADC位数为10bit，参考电压为4.096V。 要求设计出完整电路原理图、制作电路实物并调试，测试电路相关的技术参数，整理设计文档，撰写设计报告。 1、题目分析 图7.59 热电阻温度测量电路组成框图 7.7 设计实例——基于热电阻的温度测量电路的设计 天津工业大学 * 2、测温原理和方案论证 （1）热电阻测温原理 最常用铂电阻按照0℃时的电阻值（R0）分为10Ω、100Ω和1000Ω等几种，分别称为PT10、PT100、PT1000。 铂电阻阻值与温度T之间的关系呈现非线性，其表达式为： 表7.6 PT100的简化分度表 329.64 313.71 280.98 247.09 212.05 阻值（Ω） 650 600 500 400 300 温度（℃） 175.86 138.51 100 60.26 18.52 阻值（Ω） 200 100 0 -100 -200 温度（℃） 7.7 设计实例——基于热电阻的温度测量电路的设计 天津工业大学 * 2、测温原理和方案论证 （2）测量电路方案论证 当温度变化范围为0℃～300℃时，根据PT100的简化分度表可知，PT100的电阻变化为100Ω～212.05Ω，要实现10bit的分辨率，则最小区分电阻的变化为0.11Ω。 图7.60 恒流源法电阻/电压变换电路原理图 图7.61 电桥法电阻/电压变换电路原理图 7.7 设计实例——基于热电阻的温度测量电路的设计 天津工业大学 * 3、电路设计 （1）电阻测量电路 方案1：恒流源法 图7.62 方案1的电路原理图 7.7 设计实例——基于热电阻的温度测量电路的设计 天津工业大学 * 3、电路设计 （1）电阻测量电路 方案2：电桥法 图7.63 方案2的电路原理图 7.7 设计实例——基于热电阻的温度测量电路的设计 天津工业大学 * 3、电路设计 （2）抗混叠滤波器电路 放大倍数1V/V；通带截止频率为20Hz；阻带截止频率为fs-fa=200-20=180Hz；阻带衰减为20log（1/1024）=-61dB；为保证通带平坦，选用巴特沃斯逼近方式。 图7.64 FilterPro设计的抗混叠滤波器原理图 7.7 设计实例——基于热电阻的温度测量电路的设计 天津工业大学 * 3、电路设计 （2）抗混叠滤波器电路 仿真结果 图7.65 抗