测控电路-9第六章-信号转换电路6.ppt

6.2 采样/保持电路 数字信号具有抗干扰能力强，便于传输、长期存储、分辨率高、能进行复杂的运算等优点。为了将模拟信号转换成数字，首先要进行采样。这种电路用于一切需要对输入信号瞬时采样和存储的场合，如自动补偿直流放大器的失调和漂移等，最常见的是应用于快速数据采集系统，以保持输入信号在采样过程中不变。当系统有多个模拟信号时，为了采得各通道同一时刻的信息时，则需用多个采样保持器进行同时采样。 采样保持电路是一种时间上离散化电路。 采样保持(S/H)电路的基本组成： （1）模拟开关 （2）模拟信号存储电容 （3）输入、输出缓冲放大器 许多频率解调电路都属于f/V 转换电路 一、通用运放f/V 转换电路 包括三个部分：电平比较器，单稳态触发器和彽通滤波器 f/V 转换电路 6.4.1 电流/电压转换电路 6.4.1 电流/电压转换电路 6.4.1 电压/电流转换电路 要求： （1）输出电流只与输入电压有关，与负载基本无关； （2）能够输出所需较大电流。 6.4.1 电压/电流转换电路 6.5 模拟数字转换电路 6.5.1 量值的数码表示 （一）二进制码 在数字技术中，量值常用数码表示。由于二进制器件容易制作、工作可靠，量值常用二进制数码表示。 6.5.1 量值的数码表示 6.5.1 量值的数码表示 主要技术指标 （1）分辨率 发生单位数码变化时，所对应模拟量的相对于基准量的变化。 （2） 量化：将幅度连续取值的模拟信号变为只能取有限个某一最小当量LSB的整数倍数值的过程称为量化。 （3）量化误差 通过量化将连续量转换成离散量所产生的误差称为叫做量化误差，在采用四舍五入时最大误差可达到1LSB的 1/2，不采用时它等于1LSB 。 6.5.1 量值的数码表示 6.5.1 量值的数码表示 主要技术指标 （4）建立时间 输入数字量变化后，输出模拟量稳定到相应数值范围所需的时间，是描述D/A转换速率快慢的一个重要参数。 （5）转换误差 给定数字代码时测得的实际模拟输出量和对应这个输入代码的理论模拟输出量之差。非线性误差、增益误差、失调误差等直接影响 。 6.5.2 D/A转换电路 6.5.2 D/A转换电路 （二）T形R-2R电阻网络电路 6.5.3 A/D转换电路 (一）双积分式A/D转换器 6.5.3 A/D转换电路 6.5.3 A/D转换电路 (二）逐次逼近式 A/D转换器 6.5.3 A/D转换电路 6.5.3 A/D转换电路 最大量化误差1bit 脉冲当量可以设置 逐次逼近式转换速度快 抗干扰能力比双积分式差 作业 1.计算一阶低通滤波器传递函数。 2.计算压控电压源电路传递函数。 3.试画出一个能实现 的加减混合运算电路。 4.说明书中例子对数放大器如何实现温度补偿。 V/f 转换电路：积分复原型 积分器，复原开关，比较器 f /V转换电路： 正弦波，经过滞回比较器，转换成方波信号，经过单稳态电路，转换成窄脉冲信号，经过低通滤波器，转换成恒定电压值 6.4 电压电流转换电路 R1 uo ∞ - + + N R2 Rs is i 一、反相输入型 要求电流源is的内阻Rs必须很大，is需远大于运算放大器偏置电流 二、同相输入型 R2 ∞ - + + N uo R1 R3 R4 i ui 当R1确定后，可根据i与uo的范围决定R2及R3。 RL ui io 输出电流不仅与输入电压 有关，而且与负载有关 不能输出所需较大电流 io RL ui R R??RL io R4??R7+RL R4 ∞ - + + N V2 R5 R1 R3 V1 R2 R6 R7 uN uP ui Ub +E R1=R2，R3=R4 RL 利用叠加法 传感器输出的信号多为模拟信号，在以微型计算机为核心组成的数据采集及控制系统中，必须将传感器输出的模拟信号转换成数字信号，为此要使用模/数转换器（简称A/D转换器或ADC）。相反，经计算机处理后的信号常需反馈给模拟执行机构等，需要数/模转换器（简称D/A转换器或DAC）将数字量转换成相应的模拟信号。 6.5 模拟数字转换电路 UR —— 基准量值； 2-i ——相应数码位的加权值。 6.5 模拟数字转换电路 U1 —— LSB（最低有效位）量值； 2i ——相应数码位的加权值。 （一）二进制码 6.5 模拟数字转换电路 6.5 模拟数字转换电路 a) 采样 b) 量化 f ( t ) t F 8 F 6 F 5 F 4 F 3 F 2 F 1 0 1 2 3 4 5 6 7 F 7 f 1