【正文】 4 FF7 Q7 FF6 FF5 Q5 FF4 FF3 Q3 FF2 Q2 FF1 Q1 CP 由 7個 D觸發(fā)器組成的同步寄存器組。 0 10 10 第五個時鐘脈沖到來時。 0 無效第 4章 集成變換器及其應(yīng)用 (式 ) A/D轉(zhuǎn)換器 雙積分型 A/D轉(zhuǎn)換器 雙積分型 A/D轉(zhuǎn)換器在開始一定時間內(nèi) ， 積分器 A1以輸入電壓 uI為被積函數(shù)進(jìn)行積分 ， 然后以與輸入電壓 uI極性相反的參考電壓為被積函數(shù)進(jìn)行積分 ， 再對積分輸出電壓進(jìn)行過零比較 。 （ t = t2） ???? 21 R E F11O1 dt1 ttUCRUU???? 2 0 R E F11O dt1 TUCRu021R E F1O ???? TCRUU21R E F1O TCRUU ???(式 ) 第 4章 集成變換器及其應(yīng)用 A/D轉(zhuǎn)換器 = 11I TCRu ||21TCRU R EF1I2 TUuTR E F||?CIC2 2 TUuηTT nR E F||??nUu 2IR E F||??雙積分型 A/D轉(zhuǎn)換器 U02 U01 斜率 1iCRuΔU01 t0 t1 T1 （常數(shù)） 斜率 1REFCRu?t2 T2 D的正向電壓 將式（ ）代入式（ ）得 第 4章 集成變換器及其應(yīng)用 A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo) 分辨率 ： A/D轉(zhuǎn)換器的二進(jìn)制位數(shù)。 第 4章 集成變換器及其應(yīng)用 UREF uI Dn1 D1 D0 CP D Qn Qn1 Q1 Q0 uO1 uO2 C R2 S1 R1 S2 A/D轉(zhuǎn)換器 雙積分型 A/D轉(zhuǎn)換器 雙積分型 A/D轉(zhuǎn)換器就是先把電壓轉(zhuǎn)換成中間量 —— 時間 ， 再將時間轉(zhuǎn)換為數(shù)字 ， 這種轉(zhuǎn)換方法屬于間接轉(zhuǎn)換 。 R E FIR E F 145143 UuU ??0 0 0 0 0 1 1 REFI 143 Uu ?REFI 141 Uu ?REFI 145 Uu ?0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0D 1DIu 2DIuIuIuIuIuIuIu0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 3/14UREF＜ uI ≤ 5/14UREF 由于各個比較器的工作過程幾乎是同時的，所以并行比較型 A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率在所有 A/D轉(zhuǎn)換方案中是最高的。取 3位二進(jìn)制數(shù)代表模擬輸入 uI的數(shù)字輸出。 m21ft f *(t) O 7 6 5 4 3 2 1 1TS 2TS 取樣信號 3TS 4TS 5TS 6TS 7TS 8TS 第 4章 集成變換器及其應(yīng)用 A/D轉(zhuǎn)換器 二 、 取樣 — 保持電路 由于對模擬量進(jìn)行量化的過程需要一定的時間 ， 所以為保證轉(zhuǎn)換精度 ， 在轉(zhuǎn)換 （ 即量化 ） 時間內(nèi)應(yīng)使取樣點(diǎn)的函數(shù)值保持不變 。 第 4章 集成變換器及其應(yīng)用 DAC（數(shù)字模擬變換集成電路）是系統(tǒng)或設(shè)備中的一個功能 器件，當(dāng)將它接入系統(tǒng)時，不同的應(yīng)用場合對其輸入輸出有不 同的要求， DAC的輸入輸出特性一般考慮以下幾方面： （ 1）輸入緩沖能力： DAC的輸入緩沖能力是非常重要的，具有 緩沖能力（數(shù)據(jù)寄存器）的 DAC芯片可直接與 CPU或系統(tǒng)總線相 連，否則必須添加鎖存器。 第 4章 集成變換器及其應(yīng)用 主要技術(shù)指標(biāo) ?分辨率（ Resolution） 輸入的二進(jìn)制數(shù)每 177。 第 4章 集成變換器及其應(yīng)用 圖 432 VFC100的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖及 U/F變換基本接法 (開關(guān)接錯，應(yīng)接至反相端 ) 第 4章 集成變換器及其應(yīng)用 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 第 4章 集成變換器及其應(yīng)用 基本接法 C L Ko )(20 fVUf i?第 4章 集成變換器及其應(yīng)用 雙極性輸入與調(diào)整 第 4章 集成變換器及其應(yīng)用 F/U變換器 第 4章 集成變換器及其應(yīng)用 LMx31系列 U/F， F/U變換器 性能特點(diǎn)： 最大線形度： % 雙電源或單電源工作 脈沖輸出與所有邏輯形式兼容 功耗小 頻率范圍為： 1Hz100KHz 第 4章 集成變換器及其應(yīng)用 第 4章 集成變換器及其應(yīng)用 在某一段時間內(nèi)，其充電電荷平均值為 ooLXR ftRUIQ )( ??其放電電荷平均值為 ooLX ftTRUQ )(39。 14腳、 15腳： ?CIN、 ?CIN，內(nèi)部比較器輸入端。 5腳： CINT,為積分負(fù)輸入端，接積分電容。 40V共模電壓輸入范圍 （ 4） 總的變換誤差小于 % （ 5）具有 86dB的噪聲干擾能力 第 4章 集成變換器及其應(yīng)用 RCV420 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 包括精密集成運(yùn)放 /電阻網(wǎng)絡(luò) /10V基準(zhǔn) 3腳完成信號輸入 公共抽頭 13腳 :器件公共端 5腳 :基準(zhǔn)參考端 基準(zhǔn)調(diào)整端 噪聲抑制端 基準(zhǔn)電路反饋 基準(zhǔn)電壓輸出 變換電壓輸出 變換電路反饋 基準(zhǔn)電壓輸入 第 4章 集成變換器及其應(yīng)用 RCV420 的基本接法 第 4章 集成變換器及其應(yīng)用 輸入端電壓： Ui 1 12腳節(jié)點(diǎn)處電壓： Uc 同時利用虛短性質(zhì) 則： INO ?? IU第 4章 集成變換器及其應(yīng)用 RCV420的應(yīng)用 利用 XTR101 及 RCV420 可構(gòu)成遠(yuǎn)距離測溫系統(tǒng) 首先利用 XTR101 將溫度變化變換成 420mA的電流輸出； 為了能和單片機(jī)、智能儀表連接， 再用 RCV420將電流信號變換為電壓信號 電路如圖 429所示 420mA的電流輸入， 05V的電壓輸出 第 4章 集成變換器及其應(yīng)用 4. 3 U/F變換器和 F/U變換器 U/F：輸出信號頻率正比于輸入信號電壓的電路； F/U：輸出信號電壓正比于輸入信號頻率的電路； 電壓模擬量經(jīng) U/F變換成頻率信號后，其干擾能力大為增強(qiáng)， 非常適合遠(yuǎn)距離傳輸、遙控系統(tǒng)、干擾較大等方面 可分為單片式和模塊式； 單片式可逆，即可作 U/F變換也可作 F/U變換； 模塊式不可逆 第 4章 集成變換器及其應(yīng)用 下圖為電荷平衡式電壓 頻率變換電路，圖中電阻 RIN、電容 C運(yùn)算放大器 A1組成積分電路，運(yùn)放 A2為比較器，功率三極管 T工作于導(dǎo)通、截止?fàn)顟B(tài)，起電子模擬開關(guān)作用。 可見，通過調(diào)節(jié)精密電位器 RP RP3增大 Re,總可使 IO降低 到 400mA，電流方向向下 。據(jù)虛短， UR2=UR4=1V，IR2=1V/5Ω=，于是 A R2構(gòu)成 ，電流方向向下，可將由 XTR110組成的 0～ 400mA電流源下拉 200mA。當(dāng) U1下降到下限電平 Um時，比較器A2發(fā)生跳變，觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)定時器，使其產(chǎn)生一個脈寬為 t1的脈沖，此脈沖使開關(guān) K導(dǎo)通，積分電容 C1恒流 IRIIN放電，輸出電壓 U1線性上升，當(dāng) t1脈沖結(jié)束時，開關(guān) K重新斷開，放電停止，輸入電壓重新對 C1充電 t1期間放電量 )(11 INR IItQ ??此后，輸入電壓 UIN又開始對電容 C1充電， K斷開的 t2期間電容 C1充電量為 : INRIIttt121 ??由于 Q1=Q2 即 對應(yīng)的輸出電壓 UO頻率為 1211tIIttf RINo u t ???可見， 當(dāng)恒流源 IR、定時時間 t1精度高時 ,輸出頻率可與輸入電流保持嚴(yán)格的比例關(guān)系 。 9腳： Cos ，輸出單穩(wěn)電容端。 ② 在精密滿 10V電壓輸入時 ,增益誤差不超過 ％。計(jì)算機(jī)輸出的數(shù)字量有時需要轉(zhuǎn)換為模擬量去控制某些執(zhí)行元件（如聲卡播放音樂等）。 分辨率的表示式為： 分辨率 =Vref/2位數(shù) 或 分辨率 =（ V+ref+Vref)/2位數(shù) 若 Vref=5V， 8位的 D/A轉(zhuǎn)換器分辨率為 5/256=20mV。 （ 4）輸出極性： DAC有單極性和雙極性兩種，如果要求輸出有正負(fù)變化，則必須使用雙極性 DAC芯片。 uI S(t) ∞ + uO R2 C T R1 S(t) S(t) uO= uC + 1 0 tW TStW 在取樣脈沖 S（ t） 持續(xù)時間tw內(nèi) ， T導(dǎo)通。因此，輸入模擬電壓從 0到 UREF整個范圍內(nèi)，它的最大量化誤差都是一樣的，即永遠(yuǎn)不會超過 (1/14) UREF。 模數(shù)為5的環(huán)型計(jì)數(shù)器。 非門輸出維持不變，還是高電平，使得 CP信號繼續(xù)有效， 計(jì)數(shù)器繼續(xù)計(jì)