第7章测量和数据采集系统第4版(姜)案例.ppt

1. 用集成运放组成的测量放大电路 ui1 uo R1 ui2 R1 RP R2 R2 R3 R3 A1 A2 A3 uo1 uo2 iP 同相 输入 同相 输入 ui1 uo R1 ui2 R1 RP R2 R2 R3 R3 A1 A2 A3 uo1 uo2 iP iP = ui1 ui2 – RP = ui1 ui2 – Ad uo = R3 R2 （1+ 2 R1 RP ） uo2 – uo1 =（ R1 + RP R1 + ） iP – =（1+ 2 R1 RP ） （ ui2 ui1 ） uo = R3 R2 uo2 – uo1 （ – （1+ 2 R1 RP ） （ ui2 ui1 ） = R3 R2 ） 2. 集成测量放大电路芯片 在要求较高场合采用。具有外接元件少，无需精密匹配电阻，结构简单，抗干扰能力强等优点。 IN+ IN- + - Ui RS Uo U- U+ RG 10K 100K AD521 7 12 13 10 8 4 6 11 5 14 2 9 1 3 RG取不同值，Ad:0.1~1000 3 隔离放大器 +UC2 +UC1 Uo Ui I2 I3 I1 C R3 R2 R1 V2 V1 + - + 7.5.1 模拟开关 7.5.2 取样-保持（S/H）电路 *7.5 模拟开关和取样-保持电路 模拟开关用于传输模拟信号，它主要由控制电路和开关电路两部分组成。 构成方式：双极型晶体管电路 MOS场效应晶体管 主要介绍由CMOS传输门构成的模拟开关和集成多路模拟开关。 7.5.1 模拟开关 Ui Uo CP CP UDD T1 T2 电路 CP Uo Ui CP TG 图形符号 CP=1，Uo=Ui；CP=0，高阻，Ui无法传输到Uo CMOS传输门 模拟开关 Uo Ui TG 1 D D Ui Uo 电路 图形符号 当D=1，开关闭合，Uo=Ui；D=0，开关断开 CC4051模拟开关 C B A 3 0 UDD 1 2 3 4 5 6 7 8 16 15 14 13 12 11 10 9 1 2 4 6 COMMON 7 5 INH UEE USS CC4051 A B C INH 电平转换电路 译 码 电 路 1 2 3 4 5 6 7 0 输出 COMMON CC4051功能表 地址输入 输出通道 INH A B C COMMON 1 0 0 0 0 0 0 0 0 × × × - 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 2 3 4 5 6 7 uo A2 C ui A1 uc （t） （t） （t） 输入缓冲 放大器 模拟开关 保持电容 输出缓冲 放大器 7.5.2 采样-保持（S/H）电路 采样-保持电路波形图 采样 采样 采样 保持 保持 ui uc uo （t） （t） （t） t t t +Ucc LF198 1 2 3 4 8 7 6 5 -Ucc 调零 输入 逻辑控制 参考电压 CH 输出 +15V -15V Ui Uo C LM393 + - + LF198 30k 15k 2CW12 1k 24k D T 1k CH 0.1u 1 2 4 5 6 7 8 S-H集成芯片及峰值检测电路 3 7.6.1 T型电阻网络D/A转换器 7.6.2 集成D/A转换器举例 7.6 数/模(D/A)转换器 R R R 2R 2R 2R 2R 2R I0 I1 I2 I3 S0 S1 S2 S3 D0 D1 D2 D3 UREF I Rf UO － ＋ △ 8 ＋ A B C D Io1 Io2 基准电源 模拟开关 T型电阻网络 电流求和放大器 并行数字输入 D=0， S 接地；D=1， S 接“虚地”。 7.6.1 T型电阻网络D/A转换器 梯形电阻网络A、B、C、D任意一点， 其右边的电阻网络等效电阻均等于R 。 对n位D/A有 D/A的主要技术参数 ※ 分 辨 率: 是指最小输出电压（ 对应的输入二进制数为1 ）与最大输出电压(对应的输入二进制数的所有位全为1)之比。 分辨率=1/（2n-1） 例如十位数模转换器的分辨率为： 1 210-1 ≈0.001 ※ 转换精度： 表示实际输出的电压值与理想的输出电压值之间的差别。 ※ 转换速度： 从数码输入到模拟电压稳定输出间的时间称为转换速度。 CC7520 D/A转换器 CC7520是10位CMOS电流开关型D/A转换器，其结构简单，通用性好。片内只含倒T型电阻网络、电子开关和反馈电阻RF，应用时外部要接参考电压源和运算放大器。 Iout1 Iout2