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第二章 数据转换技术;2.1 D / A转换器;2.1 D/A转换器;2.1.1 R－2R梯形电阻网络D/A转换;典型的R-2R梯形电阻网络D/A转换电路 ;观察图中从右到左之N、M、…、C、B、A各点，各点对地的电阻值均等于R。而从左到右分析，可得出各路的电流分配，其规律是IR／2，IR／4，IR／8，…，IR／2n-1，IR／2n，即电流满足按权分布的要求。 考虑到模拟开关S1～Sn对总电流IΣ的控制作用，以及运放A的输入电流求和特性，可以得到：;运算放大器A的输出电压为： R－2R梯形电阻网络的阻值品种只有R和2R两种，便于采用微电子工艺制造，这是它的优点。;2.1.2集成化D／A转换器;权冯霸灼桑飘备泣九魄琶庄法去击汽蒲滋讫赴邀伎益谴像蕴躬霉长区争点数据采集和处理-02数据采集和处理-02;MAX7534接收8位数据总线的两个字节，而 MAX7535接收分为高、低两个字节的14位数据总线的数据。所有数据的输入都与TTL和5V COMS逻辑电平兼容。MAX7534/ MAX7535可以单极性工作，另加部分元件也可以双极性DAC工作。两类器件都有保护CMOS寄存器的功能。都不需要使用外加的肖特基二极管保护。 ;MAX7534/ MAX7535主要特点： ;MAX7534;MX7535;图中C1提供相位补偿，在用高速运放时还有助于抑制超调和振荡。要注意的是，输出电压的极性和基准输入相反。 如果基准可以调节，可忽略R1和R2，通过改变基准电压幅度来调节满量程。;在许多应用中，如果温度变化范围较小，DAC增益温度系数和增益误差指标对增益的影响可忽略，不需要调整增益。 如需要调整增益或者是要DAC工作在一个宽温度范围内，则应采用低温漂(小于300×10-6/℃)的电阻。;MAX7534 / MAX7535在使用中要注意的几个问题： ;2．旁路 在接近DAC的VDD和GND管脚处放置一个1μF的旁路电容，再与一个0.01μF的陶瓷电容相并联。1μF的钽电容可抑制高频噪声。在VSS处放一个4.7μF的去耦电容将减小DAC的输出泄漏电流。 MAX7534/7535有高阻抗的数字输入端口。不使用时，为了减小噪声干扰，应通过高值电阻(1MΩ)将它们与VDD或GND相连，可防止静态电荷积累。浮空相当于电路没有连接一样。;3．运算放大器的选择 输入失调电压(VOS)，输入偏置电流(IB)和失调电压漂移(TCVOS)是决定运放是否合适的三个关键参数。 为保持VREF的10V精度，VOS应小于30μV，IB应小于2nA，开环增益应大于340,000（110dB）。 MAX100有低的VOS(最大为10μV)，低的IB(2nA)和较低的TCVOS（最大为0.3μV/℃）,这种运放不需要调整就可用。OP27可用于中频，而HA-2620可用于较高的频率。但是这些运放都需要外加失调调整电路。 ;2.2 A/D转换器;2.2 A/D转换器; A/D转换器的分类 (1);3;在早期， A/D转换器采用分立元器件或某些集成电路单元组件来设计，自由度大，可以任意选取市场上最适合的元器件或集成电路单元来满足转换器的精度、速度等方面的要求。但组件型转换器生产成本和售价过高，体积过大。;单片式A/D转换器按照转换器内部所采用的有元器件－晶体管结构类型的不同，又可分为双极型，MOS型（主要是CMOS型）和双极－MOS兼容型三个类别，由于 MOS的低功耗和易于大规模集成的特点，近年来CMOS型A/D转换器不断出现于市场。随着大规模集成电路技术发展，新一代的超高速，超高精度A／D转换器已出现，并朝着CMOS化、智能化发展。;进入上个世纪90年代以来，由大规模集成电路构成的数字电压表（DVM）、数字多用表（DMM）、高档数字多用表、专用数字仪表已经大量问世。 目前国内外生产的A/D转换器已有几百种，如单片A/D转换器、单片DMM专用IC（内含A/D转换器）、多重显示仪表专用IC、专供数字仪表使用的用户特制集成电路（ASIC）以及其他通用型A/D转换器。;2.2.1 逐次逼近式A/D转换器;2.2.1 逐次逼近式A/D转换器;这种转换技术的原理是建立在逐次“逼近”的基础上：将未知的被测电压Vi 与已知的分档量化电压Vf由粗到细逐次比较，直到两者的差别小于某一误差范围之内才算结束（平衡）。平衡时，分档的量化电压所对应的数码，就等于被测电压之数字量。 ;沾哮强酌孩挟棱肾付显辅超琐掸唾搂界羚洒空悸色民挞踏拜霉别颠光扶蛇数据采集和处理-02数据采集和处理-02;第一次试探，在时钟fcp驱动下，环形计数器对数据寄存器的最高有效位（MSB）加码，建立100…0码。几乎与此同时，D／A转换器即把它转换成相应的模拟电压Vf1=1／2VR，反馈到比较器的比较端。经短时间间隔（一般为Tcp／2