测控电路第6章 信号转换电路.ppt

6.4 采样保持电路 6.4.2 模拟开关 模拟开关 模拟开关是一种在数字信号控制下将模拟信号接通或断开的元件或电路。该开关由开关元件和控制（驱动）电路两部分组成。 控制电路 开关元件 6.4 采样保持电路 模拟开关的分类 机械触点式：干簧继电器，水银继电器及机械振子继电器等。 动作时间长、体积大、耗蚀 电子式开关：双极性晶体管、场效应晶体管、光耦合器件及集成模拟开关等。 应用广泛 6.4.2 模拟开关 6.4.2 模拟开关 6.4 采样保持电路 模拟开关的性能参数 静态特性：主要指开关导通和断开时输入端与输出端之间的电阻Ron和Roff , 此外还有最大开关电压、最大开关电流和驱动功耗等。 动态特性：开关动作延迟时间，包括开关导通延迟时间Ton和开关截止延迟时间Toff , 理想模拟开关时Ton→0，Toff→0 数字开关主要要求动态特性 6.4 采样保持电路 6.4.2 模拟开关 S B D G ui uo uc Ron ui O 优点：Roff~1013? （一）N沟道增强型MOSFET开关电路 不足：Ron随ui增大而增大 （二）CMOS开关电路 6.4 采样保持电路 6.4.2 模拟开关 b）Ron- ui特性 Ron Ron(C) Ron(N) Ron(P) ui O uGP ui uo uGN +E -E a）CMOS开关 将P沟道与N沟道MOSFET并联 （三）模拟多路开关电路 6.4 采样保持电路 6.4.2 模拟开关 输出/输入 A B C +E 0 1 2 3 4 5 6 7 输入/输出 -E11 -E2 逻辑电平转换电路 8选1译码电路 13 14 15 12 1 5 2 4 16 11 10 9 6 8 7 3 INH S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 巡回采样：8路输入、1路输出 1路输入、8路输出 选用泄漏电阻大和介质吸附效应小的电容器，如聚苯乙烯，钽电容和聚碳酸脂电容器等。 电容器采用一定的绝缘介质，介质有一定泄漏电阻 6.4 采样保持电路 6.4.3 存储电容 C 电容器的吸附效应 电容器极板间的介质极化不可能瞬时实现，电容器介质的偶极子及其界面极化的形成和消失，都需要一定的时间，从而使得电容器在充放电过程结束时，电容电压会有程度不等的下降或上升，在经过一定的时间后趋于平衡。 6.4 采样保持电路 6.4.3 存储电容 C + － 6.4 采样保持电路 6.4.3 存储电容 充电过程中的电容器吸附效应 C0 R0 R1 C1 i1 i2 i3 C0 R0 R1 C1 i1 i2 i3 C0 R0 R1 C1 S i1 i2 i3 a) 充电开始S闭合 b) 充电结束S断开后 c) 充电结束达到平衡 S S 快 慢 向C1放电 泄漏 介质内部 6.4 采样保持电路 6.4.3 存储电容 放电过程中的电容器的吸附效应 C0 R0 R1 C1 i1 i2 i3 a) 放电开始S闭合 RL b) 放电结束S断开后 C0 R0 R1 C1 i1 i2 i3 RL S S c) 放电结束达到平衡 C0 R0 R1 C1 i1 i2 i3 RL S 快 慢 向C0放电 泄漏 电容值选择 电容小：充电快、放电也快，不利于保持 电容大：充电慢、放电也慢，不利于跟踪 根据信号频谱选择 6.4 采样保持电路 6.4.3 存储电容 6.4 采样保持电路 6.4.5 应用电路举例 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 / # 模拟量输入 状态 AD571 偏移调节 C +5 V AD582 u o u i ∞ - + + N 1 ∞ - + + N 2 U c S D G # ∩ 6.4 采样保持电路 6.4.5 应用电路举例 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 / # 模拟量输入 状态 AD571 偏移调节 C +5 V AD582 u o u i ∞ - + + N 1 ∞ - + + N 2 U c S D G # ∩ 6.5 模拟数字转换电路 传感器输出的信号多为模