第十一章数-模和模-数转换.ppt

* 卢逢春 * 工作原理 波形图 C放电的过程： C充电的过程： * 卢逢春 * 双积分型A／D转换器的优缺点 优点：具有较强的抗干扰能力，体现在以下两个方面。 1、采用了测量输入电压在采样时间T1内平均值的原理，因此对于周期等于T1或T1/n的对称干扰，从理论上讲具有无穷大的抑制能力。在工业系统中，当选择T1为20ms（50Hz）的整数倍时，如T1=40 ms，因为50HZ工频干扰信号的周期为20ms，满足T1/n的要求，可很好地抑制工频干扰。 2、因为两次积分采用同一积分器完成，所以转换结果及精度与积分器的有关参数R、C等无关，同时电路比较简单。 缺点：工作速度较低，一般为几十ms左右，常用在要求速度不高的场合，如数字式仪表等。 双积分型A/D转换器由于转换一次要进行两次积分，所以，转换时间长，工作速度慢，但它的电路结构简单，转换精度高，抗干扰能力强，因此，常用于低速场合。 * 卢逢春 * 集成A/D转换器及其应用 1、 ADC0804A/D转换器 ADC0804是逐次逼近型单通道CMOS8位A/D转换器，其转换时间小于100μs，电源电压+5V，输入输出都和TTL兼容，输入电压范围0～+5V模拟信号，内部含有时钟电路，图7.14为ADC0804的管脚排列图。 ADC的应用 A/D转换在数字式仪表、数字控制系统和计算机控制系统中是必不可少的一个部件。目前ADC电路都做成集成电路供使用者选择，种类十分繁杂，功能各异，现介绍ADC0804型ADC及其应用。 * 卢逢春 * ADC0804管脚排列图 链接器件说明书 * 卢逢春 * ADC0804的典型应用电路 * 卢逢春 * 10.3.7 A／D转换器的转换精度与转换速度 1、A／D转换器的转换精度 单片集成ADC的转换精度由分辨率和转换误差来描述。 （1） 分辨率 分辨率以输出二进制数或十进制数的位数表示，说明ADC对输入信号的分辨能力。 例如：A／D转换器的输出为10位二进制效，最大输入信号为5V，那么这个转换器的输出应能区分出输入信号的最小差异为5V／2n＝4.88mV。 （2） 转换误差 转换误差常以输出误差最大值的形式给出，它表示ADC实际输出的数字量和理论上应有的输出数字量之间的差别，并以最低有效位的倍数表示。 * 卢逢春 * 2、ADC的转换速度 ADC的转换速度主要取决于转换电路的类型，不同类型A／D转换器的转换速度相差甚为悬殊。 并联比较型A／D转换器的转换速度最快。例如8位二进制输出的单片集成功D转换器转换时间可以缩短至50ns以内。 逐次渐近型A／D转换器的转换速度次之。多数产品的转换时间都在10～100us之间。个别速度较快的8位A／D转换器转换时间可以不超过lus。 相比之下间接A／D转换器的转换速度要低得多了。目前使用的双积分型A／D转换器转换时间多在数十毫秒至致百毫秒之间。 此外，在组成高速A／D转换器时还应将采样-保持电路的获取时间(即采样信号稳定地建立起来所需要的时间)计入转换时间之内。一般单片集成采样-保持电路的获取时间在几微秒的数量级，和所选定的保持电容的电容量大小很有关系。 * 卢逢春 * 读图练习：3位半数字电压表 * 卢逢春 * 分析步骤 1、了解电路的用途及功能。 2、查清每片集成电路的逻辑功能。 （1）CC14433的引脚排列如图所示。 * 卢逢春 * CC14433的工作时序图 * 卢逢春 * 基准电压源5G1403 （2） 5G1403为基准电压源。 它能够提供2.5V高稳定度输出电压，作精密电压源用，它的外部引线排列图和使用接线图如图所示。 * 卢逢春 * （3） CC4511是BCD七段显示译码器。 内部设有锁存器和输出驱动器。它的引脚排列如图所示。 * 卢逢春 * （4） 5G1413为反相驱动器 内含7组达林顿结构驱动电路，其引脚图和单元驱动电路如图所示，输出均为集电极开路结构。 * 卢逢春 * （5） CC4013为双D触发器，用来控制过量程报警。 （6） LED数码管，为共阴极结构，当某管阴极为低电平且某段阳极加高电平时，该段点亮显示。 3、将电路划分为若干个功能块 因本例中系统几乎都由中、大规模集成电路组成，功能块比较好分。各功能块框图如图所示。主要有5部分组成，即基准电压源、A/D转换、七段译码驱动、译码显示控制、译码显示，它们之间的关系如图中箭头所示。 * 卢逢春 * 4、分析电路的工作过程 将各功能块联系起来，结合电路