电气测试技术第4版万频林德杰李学聪电子课件5.8AD转换原理器件及应用.ppt

双积分式A/D转换原理： 逻辑控制器发出t2脉冲令计数器和寄存器清零，S1和S3~S5断开。积分器对基准电压UN积分。同时令计数器又开始计数。积分器输出电压为： 当积分器输出过零时，逻辑控制器令计数器停止计数。此为测量阶段。此阶段时间T2为，见图5-42。 由于积分器由零开始积分又回到零，因此 ，由式（5-32）和式（5-33）得： 双积分式A/D转换原理： 设T1期间计数器计数值为N1；T2期间计数值N2；时钟脉冲频率为f0，则N1=T1f0，N2=T2f0，代入式（5-34）得： 由上式可见，N2正比于被测电压Ux在一个周期内的平值 。 由上式可见，若采样时间 是交流干扰信号周期的整数倍，双积分A/D转换器对干扰信号具有无穷大的抗干扰能力。这是双积分式A/D的突出优点，其缺点是转换时间较长，一般大于40ms，不适用于被测信号频率较高的场合，而对于直流或缓变信号，得到广泛应用。 Thank you！ * * * 电气测试技术 机械工业出版社 * 电气测试技术 机械工业出版社 尚辅网 / 5.8 A/D转换原理、器件及应用 5.8.1 双积分式A/D转换原理、器件及应用 5.8.2 逐位逼近式A/D转换原理、器件及应用 5.8.3 U/F转换原理及常用器件 5.8.4 A/D转换器的一般选择原则 5.8.1 双积分式A/D转换原理、器件及应用 微机或数字仪表输出的数字量必须转换成模拟量输出，才能送给模拟执行机构去实现控制。完成模拟量到数字量的转换器件称为模数转换器，简称A/D转换器。 根据转换原理，A/D转换可分为两大类：直接变换型和间接变换型。直接变换型将输入的模拟电压直接转换成数字代码；间接变换型将输入模拟电压转换成中间变量（如，时间、频率、脉冲宽度等），然后，把中间变量转换成数字代码。 双各分式A/D转换采用间接转换技术，其原理框图见图5-42。其转换过程简述如下： 首先，逻辑控制器发出t0脉冲，清零计数器和寄存器，同时断开S1~S3和S4、S5闭合，积分电容放电至零电荷。 逻辑控制器发出t1脉冲，S2~S5断开，S1闭合，对被测电压UX进行积分。同时令计器开始对f0定时计算。积分器输出电压U0为： 当计算器溢出时，积分时间为T1，T1为定值。此称为采样阶段，见图5－42。 图5-42 双积分式A/D转换原理框图 双积分式A/D转换原理： 双积分式A/D转换器件及应用 双积分式A/D转换芯片的品种很多。BCD码输出的常用芯片有： 位有MC14433（CC14433、5G14433）； 位有ICL7135（CH7135、TSC7135、5G7135）和CH295； 位有CC7555等。二进制码输出的常用芯片有ICL7109（12位）和ICL7104（16位）等。以上芯片能方便地与单片机接口组成智能化仪表。此外，还有许多带BCD-七段译码、驱动功能的芯片，其输出可直接驱动LED或LCD显示，简化了硬件电路，其中， 位有ICL7106/7107/7136； 位的有ICL7129等。这类芯片不便与微机接口，但是，与LED或LCD组成数字电压表却具有线路简单、工作可靠的突出优点。 1.MC14433A/D转换器 国产型号是5G14433，是广泛使用的最典型双积分A/D转换器。具有抗干扰能力强，精度高（相当于11位二进制数），自动校零，自动极性输出，自动量程控制信号输出，动态字位扫描BCD码输出，单基准电压，外接元件少，价格低廉等特点。MC14433为24脚双列直插式，其引脚功能，见图5-43。 图5-43 MC14433引脚功能 图5-44 MC14433 外部电路和典型连接 图5-45 位数字电压表原理 图5-46 是MC14433与8031单片机的接口电路 2.MC7135A/D转换器 国外产品有ICL7135、5G7135、AD7135、CH7136、TSC7135等，可以互换使用。是目前国内市场上广泛流行的单片集成 位双积分式A/D转换器。具有精度高（相当于14位二进制数），自动校零，自动极性输出，动态字位扫描BCD码输出，单基准电压，自动量程控制信号输出，输入阻抗高，价格低廉等特点。因此得到广泛的应用。图5-47为5G7135的外引脚功能图。 图5-47 5G7135引脚功能 图5-49 MC7135 外接时钟电路 图5-48 MC7135 外部连接 图5-50 4.5位数字电压表原理图 图5-51 MC7153单片机与8031的接口电路 3.ICL7106A/D转换器 ICL71