【正文】 相對 TTL有了更大的噪聲容限，輸入阻抗遠大于TTL輸入阻抗。要下拉的話應(yīng)用 1k以下電阻下拉。 LVTTL： Vcc： ； VOH=； VOL=；VIH=2V； VIL=。 因為 5V之間還有很大空閑，對改善噪聲容限并沒什么好處，又會白白增大系統(tǒng)功耗，還會影響速度。 241 電氣性能 的相互匹配 一、 阻抗匹配 設(shè) 負載阻抗 /信號輸出阻抗 若要實現(xiàn) 電壓 匹配則 若要實現(xiàn) 電流 匹配則 若要實現(xiàn) 功率 匹配則 ZZ /??1??1??1??241 電氣性能的相互匹配 二、負載能力匹配：增加一級驅(qū)動電路 模擬電路中： 電壓跟隨器 、 功率集成電路 互補對稱輸出電路 數(shù)字電路：達林頓、單管射極跟隨器、單管反向器 因為其 輸入阻抗高而輸出阻抗低 ,電壓跟隨器有起 緩沖、隔離、提高帶載能力 的作用 .. 舉個例子 ,有一放大器輸出電壓 Vo, 內(nèi)阻 Ro=1K歐，負載 R1=100歐， 那 R1上的電壓才 , 如果在兩者之間加一理想跟隨器，則 R1上的電壓便很接近 Vo，這樣，對放大器來說是起了緩沖作用，隔離了較大的負載而又提高了帶載能力。 三相三拍 ABCA（正轉(zhuǎn)） ACBA（反轉(zhuǎn)） 三相六拍 AABBBCCCAA （正轉(zhuǎn)） AACCCBBBAA （反轉(zhuǎn)） 雙三拍： ABBCCAAB （正轉(zhuǎn)） ABCABCAB （反轉(zhuǎn)） 例一： 開關(guān)量 I/O通道設(shè)計舉例 圖 2310 控制步進電機正反轉(zhuǎn)的開關(guān)量輸入輸出電路 圖中 A、 B、 C是三相電機的三個繞組，分別由功放電路 3通以驅(qū)動脈沖。 SSR負載+TTL 或C M OSSSR 導(dǎo)通IC 輸出信號1234b)輸入端 1接正電源，輸入端 2接控制信號。輸出端用 雙向可控硅 做開關(guān)元件的固態(tài)繼電器稱為 交流固態(tài)繼電器 (ACSSR)如圖 238(b)所示，主要用于交流大功率驅(qū)動場合。 固態(tài)繼電器 (SSR)是采用固體元件組裝而成的一種新型 無觸點開關(guān) 器件，它有兩個輸入端用以引入控制電流，有兩個輸出端用以接通或切斷負載電流。 晶閘管（可控硅）可分為單向晶閘管和雙向晶閘管 。功率場效應(yīng)晶體管在制造中多采用 V溝槽工藝，簡稱為 VMOS場效應(yīng)晶體管。所以在繼電器兩端要并聯(lián)一個 泄流二極管 以保護驅(qū)動器不被浪涌電壓損壞。 若 響應(yīng)速度要求不高 ，則適合采用繼電器隔離的開關(guān)量輸出電路。 例 ：在一個沒有統(tǒng)一接地設(shè)施的工廠車間內(nèi)及不同 車間之間，地電位差可以達到幾伏到幾十伏，如果沒有隔離電路，這樣的高電壓直接加在測控系統(tǒng)與執(zhí)行機構(gòu)之間的電路上，造成較大的電流回路，可以導(dǎo)致執(zhí)行機構(gòu)誤動作或測控系統(tǒng)的損壞。 開關(guān)輸出控制逐漸取代了傳統(tǒng)的模擬量輸出的控制方式。 消除觸電的抖動 按鍵時的抖動 小功率輸入調(diào)理電路 其中電容可以起到去抖作用， RS觸發(fā)器可以消除開關(guān)過程的反跳 隔離調(diào)理電路 采用光電隔離技術(shù)： 用光電耦合器進行 圖 233 大功率輸入調(diào)理電路 大功率輸入調(diào)理電路 三、輸入緩沖器 主要用三態(tài)門緩沖器 4LS244送到 CPU數(shù)據(jù)總線，可輸入 8個開關(guān)狀態(tài) 232 開關(guān)量輸出通道 對被控設(shè)備的驅(qū)動常采用 模擬量輸出驅(qū)動 和 數(shù)字量 (開關(guān)量 )輸出驅(qū)動兩種方式， 模擬量輸出是指其輸出信號 (電壓、電流 )可變，根據(jù)控制算法， 使設(shè)備在零到滿負荷之間運行 ，在一定的時間 T內(nèi)輸出所需的能量 P，其輸出受模擬器件的漂移等影響，很難達到較高的控制精度。若有異常，及時 向主機發(fā)出中斷請求信號，申請故障處理，保證生產(chǎn)過程的正常運轉(zhuǎn)。 要求： 電平匹配；功率匹配；光電隔離（ 抗干擾性） 。 圖 2210 大功率運算放大器 OPA501的電路結(jié)構(gòu)與引腳 三、調(diào)理電路 74LS 244DAC0 83 274LS 13874LS 688DAC0 83 2DAC0 83 2數(shù)模轉(zhuǎn)換 電壓輸出 電流輸出數(shù)據(jù)緩沖總線接口邏輯I/O 功能邏輯 I/O 電氣接口A2A0A7A3D7D0IOW基址譯碼片址譯碼運放運放運放 V/IV/IV/ICSCSI 1I 2I 8V 2V 1V 8圖 215 8路D/A轉(zhuǎn)換模板的結(jié)構(gòu)框 圖1G 2G P C總線CS8路 D/A轉(zhuǎn)換模板的結(jié)構(gòu)框圖 思考題 畫圖說明模擬量輸出通道的功能、各組成部分及其作用。 線性功率放大器通常由 分立元件 或 集成功率運放 構(gòu)成。 頻率量 輸入通道和頻率量輸出通道：占用總線數(shù)量少，易于遠距離傳送，抗干擾能力強。 二、反多路開關(guān)和采樣保持器 輸出通路中的調(diào)理電路有濾波、電壓 /電流轉(zhuǎn)換和放大等幾種形式。 有些 D/A轉(zhuǎn)換器并不是對輸入的數(shù)字量立即進行 D/A轉(zhuǎn)換，而是在 外部施加了轉(zhuǎn)換控制信號后才開始轉(zhuǎn)換和輸出 。 只要輸出端的電壓小于輸出電壓允許范圍 ，輸出電流和輸入數(shù)字之間就會保持正確的轉(zhuǎn)換關(guān)系，而與輸出端的電壓大小無關(guān)。 通過 ZF2B20可以產(chǎn)生一個與輸入電壓成比例的輸出電流，其輸入電壓范圍是 0～ 10V，輸出電流是 4～ 20mA。Rf）為一常教，與其他參數(shù)無關(guān)。R2 /（ R2＋ R3） 若取 R1 = R2 ， R3 = R4，則由上式整理可得 Io = VinR2 /（ R2＋ R3） 對于運放，有 V－ ≈ V＋ ，則 Vin 輸入電壓 Vin 和輸出電流 Io 之間關(guān)系如下： 若 R R4＞＞ Rf、 RL，可以認(rèn)為 Io 全部流經(jīng) Rf，由此可得 : V－ ＝ Vin 電流輸出方式 一般有兩種形式： 1．普通運放 V/I變換電路 2．集成轉(zhuǎn)換器 V/I變換電路 1．普通運放 V/I變換電路 （ 1） 0 ~10 mA的輸出 + V in 0~10 V A T 1 T 2 I 0 V f + V s R 1 R 2 R 3 R 4 R 5 R 6 R f R L 圖中為 0~10 V/0~10 mA的變換電路，由運放 A和三極管 T T2組成， R1 和 R2是輸入電阻， Rf 是反饋電阻， RL是負載的等效電阻。 A1 和 A2 為運算放大器， A點為虛地，故可得： 0321 ??? III25 6R E F1O U T VBV ???RVI2R E F1 ? RVI2OUT2 ?RVI O U T13 ? 解上述方程可得雙極性輸出表達式： 圖中運放 A2 的作用是將運放 A1 的 單向輸出變?yōu)殡p向輸出 。 主要結(jié)構(gòu)特性和應(yīng)用特性的選擇 二、 模擬輸出特性 主要結(jié)構(gòu)特性和應(yīng)用特性的選擇 輸出方式 ? 1 電壓輸出方式 ? 2 電流輸出方式 電壓輸出方式 由于系統(tǒng)要求不同，電壓輸出方式又可分為 單極性輸出 和 雙極性輸出 兩種形式。因此，當(dāng)輸入數(shù)字代碼為偏移二進制碼或 2的補碼等雙極性數(shù)碼時，應(yīng)外接適當(dāng)?shù)?偏置電路 后才能實現(xiàn)雙極性 D/A轉(zhuǎn)換。 主要結(jié)構(gòu)特性和應(yīng)用特性的選擇 ? 數(shù)字 輸入 特性：包括碼制、數(shù)據(jù)格式、邏輯電平。顯然， 穩(wěn)定時間越大，轉(zhuǎn)換速度越低 。對于分辨率很高的 D/A轉(zhuǎn)換器并不一定具有很高的精度。其分辨率與二進制位數(shù) n呈下列關(guān)系： 分辨率 = 滿刻度值 /（ 2n1） =VREF / 2n （ 2）轉(zhuǎn)換精度 絕對 轉(zhuǎn)換精度 是指轉(zhuǎn)換后所得的實際值和理論值的接近程度。 各通道輸出的模擬信號不存在時間偏斜，主機分時送出的各信號之間的時間差，由第二個數(shù)據(jù)寄存器的同步作用所消除。 分類 ：可分為多通道和單通道， 單通道圖 如下 : 圖 226 模擬輸出通道的基本組成 多通道 輸出結(jié)構(gòu)主要有以下三種： 一、 數(shù)據(jù)分配 分時轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu) ? 特點： 每個通道有一個 D/A，數(shù)據(jù)被分時地選通到各通道的數(shù)據(jù)寄存器。F零階保持器的輸入 ???????? )()()( sss nTtnTftf ?)()()(1 ??? HFF s ??零階保持器的輸出 可以通過推導(dǎo)得 : )](39。 兩種采樣保持器都起到零階保持的作用。 由圖可知 ， 當(dāng) 8端邏輯控制為高電平時 ， 輸出處于跟隨狀態(tài) ， 有 UO=UI；當(dāng) 8端為低電平時 ， 處于保持狀態(tài) 。 CD4051的邏輯與引腳 、 功能如圖所示： 在本電路中使用的為八選一模擬開關(guān) （ CD4051） CD4051是常用的八選一模擬開關(guān) ， 具有雙向傳輸性能 。 運算放大器這里用的是 MOSFET CA3140。 比較器基準(zhǔn)電壓根據(jù)需要可任意調(diào)節(jié) 。 他僅對某一溫度進行調(diào)整 ， 至于這一點選至什么溫度值 ， 要看使用范圍而定 。 通常所說的放大器的輸入信號 ， 從某種意義上講 ， 取決于傳感器的質(zhì)量 。 電路分為溫度測量與顯示 ， 溫度傳感比較報警 ， 電壓比較報警 ， 多路數(shù)據(jù)檢測 ， A/D轉(zhuǎn)換、 譯碼顯示等幾部分組成 。 多路數(shù)據(jù)實時監(jiān)控系統(tǒng)常用于自動化工業(yè)生產(chǎn)或大型設(shè)備 （ 如激光器 ） 中 ， 經(jīng)常需要對生產(chǎn)過程或運行狀態(tài)的各種工作參數(shù)（ 如壓力 、 溫度 、 流量 、 電壓 、 電流等 ） 實時的巡回檢測 、 監(jiān)視并報警 ， 以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性 。 C溫度范圍內(nèi)測量 AD590溫度傳感器的溫度 —— 電壓變化曲線，確定 T=27177。 4． 采樣數(shù)據(jù)的巡回顯示。 C，當(dāng) T30176。 設(shè)計任務(wù) 設(shè)計一多路數(shù)據(jù)實時監(jiān)控、顯示、報警系統(tǒng)。通道數(shù) 。即， Vij既隨 i變化，也隨 j變化，應(yīng)在采集電路中設(shè)置 瞬時浮點放大器作為主放大器 ，其特點是在多路開關(guān)MUX對第 i道信號進行第 j次采樣期間，及時為該采樣幅值 Vij選定一個符合式 (2150)（書 P22）的最佳增益 Kij。 二、采樣保持器的選擇 要不要設(shè)置采樣保持器 依據(jù)：在轉(zhuǎn)換時間內(nèi)，被轉(zhuǎn)換的模擬量應(yīng)基本保持不變， 設(shè)待轉(zhuǎn)換的信號為： tUU mi ?c o s?信號的最大變化率為： mmi fUUdtdU ?? 2m a x??假設(shè)信號的正負峰值正好達到 ADC的正負量程，而 ADC的位數(shù)為 m，則 ADC最低有效位 LSB代表的量化電平為： mmUq2?所以 ,當(dāng)信號頻率低于上面極限值時不用 S/H,但是當(dāng)信號頻率高于上面極限值時就要采用 S/把采樣幅值保持下來． 121???? tf ?如果 ADC的轉(zhuǎn)換時間為 tc， 為了保證 1LSB的精度 ,在 A/D轉(zhuǎn)換時間 tc內(nèi) ,被轉(zhuǎn)換信號的最大變化量應(yīng)不超過一個量化電平， 所以，不加采樣 /保持器時，待轉(zhuǎn)換信號允許的最高頻率為 : mmcmUqtfU22 ????三 采集電路時序和最高頻率 圖 2115 分時采集多道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 采集電路時序和最高頻率 單通道工作周期為捕捉時間 。 可根據(jù)精度指標(biāo)估算 A/D的位數(shù) 2 、 A/D的 轉(zhuǎn)換速度 積分型、逐次比較型、雙極型速度依次提高。 167。 的低通濾波器，把高于 的頻率分量濾除，另一方面可以濾除高頻干擾信號。 在采樣開關(guān)之前設(shè)置的這種用途的低通濾波器常稱做去混淆濾波器或去假頻濾波器 。 /2?ff 2?去混疊濾波 采樣產(chǎn)生折疊失真是由于被采樣頻譜中含有 高于折疊頻率 fs／ 2的頻率分量 ， 產(chǎn)生頻率混淆 。 陷波器 是為抑制交流電干擾而設(shè)置的，陷波頻率應(yīng)等于交流電干擾的頻率。有利減少電路的等效輸入噪聲，提高接受弱信號能力 調(diào)理電路的等效輸入噪聲分別為： 21202120 )()1()(KVIVKVKVV NININININ ?????2120212039。因此，減少電路的等效輸入噪聲實質(zhì)上就是提高了電路接收弱信號的能力。 VIS為輸入信號 ， 后級電路中， VON為噪聲