【正文】 信號(hào) ） 控制 。 71 （ 4） DAC0832與單片機(jī)接口方法 ?圖 619所示為 DAC0832與單片機(jī)接口方法 。 69 70 ② 雙極性輸出。 ①單極性輸出。 68 （ 3） DAC0832輸出方式 ?DAC0832是 電流輸出 型 D/A轉(zhuǎn)換器，要獲得模擬電壓輸出， 需在外部接運(yùn)算放大器 將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。 ?AGND:模擬地。 ?VREF:參考電源輸入端，要求外接精密基準(zhǔn)電源。 ?IOUT1：電流輸出端 1，其值隨 DAC內(nèi)容線性變化。 DAC寄存器的鎖存信號(hào) LE2由 和 的邏輯組合產(chǎn)生，LE2為高電平時(shí)， DAC寄存器的輸出隨寄存器的輸入而變化， LE2的下降沿將輸入寄存器的內(nèi)容輸入 DAC寄存器，并開(kāi)始 D/A轉(zhuǎn)換。 ? ： 數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)，低電平有效。 ? ：輸入寄存器選通信號(hào)，低電平有效。 ?ILE:數(shù)據(jù)允許鎖存信號(hào)，高電平有效。 63 64 （ 2） DAC0832引腳功能 ?DAC0832引腳排列如圖 616所示。 62 D/A轉(zhuǎn)換器 ?DAC0832是與微處理器完全兼容的、具有 8位分辨率的集成 D/A轉(zhuǎn)換芯片，是目前廣泛使用的一種 D/A器件。 （ 4）建立時(shí)間 ?模擬電壓建立時(shí)間是指輸入數(shù)字量有變化時(shí)，到其 輸出模擬量穩(wěn)定的時(shí)間 ， 此時(shí)間與數(shù)字量變化大小有關(guān)。一般非線性誤差小于 177。 1LSB（ LSB為最低有效位值 ） 表示 。 （ 2）精度 精度通常 用其絕對(duì)誤差來(lái)表示 。 60 （ 1）分辨率 D/A轉(zhuǎn)換器的分辨率 是指當(dāng) 輸入數(shù)字量發(fā)生單位數(shù)碼變化 時(shí) ， 所對(duì)應(yīng)輸出 模擬量的變化量 。設(shè)基準(zhǔn)電壓源電壓為VREF,則總電流為 I=VREF/R,則流過(guò)各開(kāi)關(guān)支路（從右到左）的電流分別為 I/ I/ I/8和 I/16。因此，流經(jīng) 2R電阻的電流與開(kāi)關(guān)位置無(wú)關(guān)，為確定值。 55 56 ? 模擬開(kāi)關(guān) Si，由輸入數(shù)碼 Di控制，當(dāng) Di=1時(shí) Si接運(yùn)算放大器反相端，電流 Ii流入求和電路；當(dāng) Di=0時(shí)，Si則將電阻 2R接地。 ?例如 ， 當(dāng)輸入一組數(shù)字量為 d d dd0=1000時(shí) ， 即只有開(kāi)關(guān) S3接 VR， 其余均接地 ， 等效電路如圖 614所示 。 這種 T型網(wǎng)絡(luò)是由 R和 2R為基本環(huán)節(jié) 。 53 ? 將數(shù)字量輸入 數(shù)模轉(zhuǎn)換器 ； ? 輸入寄存器 的每位寄存器 控制 相應(yīng)位的 模擬開(kāi)關(guān) ，根據(jù)輸入寄存器的狀態(tài)，模擬開(kāi)關(guān)將 電阻網(wǎng)絡(luò)相應(yīng)部分接至基準(zhǔn)電源 或地； ? 經(jīng) 求和放大器 將所有位相加，即可得出 與數(shù)字量成正比的模擬量 。 將數(shù)字量的每一位代碼通過(guò)電阻網(wǎng)絡(luò) ， 按權(quán)大小形成相應(yīng)的模擬輸出 ，然后相加即可得到所需的模擬量 。這里只介紹數(shù)模轉(zhuǎn)換器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器。 50 ?因此，需要相應(yīng)的信號(hào)變換電路，以滿足各種不同種類信號(hào)之間的耦合。 48 49 ?測(cè)試對(duì)象的被采集參數(shù)，只有少數(shù)數(shù)據(jù)傳感器可以將待測(cè)的模擬量直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，大部分由傳感器將被測(cè)量轉(zhuǎn)換為 電壓信號(hào) ，或先變?yōu)殡妳?shù)（如 電阻 、電容或電感），再經(jīng)過(guò)一定的線路（如橋式電路）變換為電壓信號(hào)，然后 通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器 將電壓信號(hào) 轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào) 。 ?在此轉(zhuǎn)換過(guò)程中，二進(jìn)制數(shù)碼首先轉(zhuǎn)換為連續(xù)時(shí)間脈沖，脈沖之間的 空隙 則再經(jīng)過(guò) “ 再建平滑濾波器 ” 來(lái) 填充平滑 以恢復(fù)為模擬信號(hào)。 47 ?模擬輸入信號(hào)的采樣脈沖應(yīng)做得很窄，以便在采樣脈沖空余時(shí)間可以進(jìn)行多路復(fù)用。 46 第三節(jié) 信號(hào)變換電路 ?數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的框圖 610。 %～ 177。 ?孔徑時(shí)間 一般在 5ps～ 200μ s之間 ， 它也是SHA最重要的一項(xiàng)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo) 。 45 ?采集時(shí)間 是 SHA的一個(gè)關(guān)鍵動(dòng)態(tài)指標(biāo) ， 它主要取決于電容量和輸入放大器最大供電流 。 SHA的電壓下降率是其輸出電壓變化的速率 ， 可用下式表示： △ V/△ T=I/Ch 式中 I— 下降電流； Ch— 保持電容 。 這樣 ， 在保持控制信號(hào)發(fā)出后直到邏輯輸入控制開(kāi)關(guān)完全斷開(kāi)所需要的時(shí)間稱為孔徑時(shí)間 TAP。 42 43 ? 在 采樣周期 ， SHA輸入和輸出電壓之間有差別 ， 主要是失調(diào)偏移誤差造成的 ， 此誤差稱為采樣 偏移誤差 。 ? 自 采樣周期開(kāi)始 到 SHA輸入端建立起 轉(zhuǎn)換電壓 所需要的時(shí)間稱為 采集時(shí)間 ，即 存貯電容器充電到采樣模擬電壓Vin時(shí)所需的時(shí)間 。 SHA的控制信號(hào) 由采樣周期 和 保持周期組成 。 ?當(dāng)控制信號(hào)為 低電平時(shí)，開(kāi)關(guān)截止 ，呈很高的阻抗， 輸出信號(hào) Vout依靠電容將保持著 開(kāi)關(guān)截止時(shí)刻的輸入電壓 。 40 ?緩沖器 具有很高的輸入阻抗，控制 信號(hào)控制開(kāi)關(guān) 。 39 ?圖 68是一種 實(shí)際 SHA的電路圖。 ?因此，電容器兩端的電壓 Vc將跟隨模擬信號(hào)Vin的變化而變化，這就是 采樣期 。 37 ?SHA主要由 模擬開(kāi)關(guān) 、 存儲(chǔ)介質(zhì) 和 緩沖放大器A組成，它的 一般形式 如圖 67所示。 36 ?SHA就是在某瞬間內(nèi)，通過(guò)模擬開(kāi)關(guān)對(duì)一個(gè)變化的模擬信號(hào) Vin進(jìn)行 采樣 ，并將采樣值 存儲(chǔ)（保持）下來(lái)，直到下一次重新采樣前將存儲(chǔ)的信息處理完畢 。 ?所以要求 輸入到 ADC的模擬量 在整個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程中 保持不變 ，但轉(zhuǎn)換之后，又要求 ADC的輸入信號(hào)能夠跟 隨模擬量變化 。 在轉(zhuǎn)換過(guò)程中 ， 如果 模擬量變化 ， 將直接 影響轉(zhuǎn)換精度 。 34 三 、 采樣保持放大器 ?當(dāng)傳感器將 非電物理量 轉(zhuǎn)換成電量 ， 并經(jīng) 放大 、 濾波 等一系列處理后 ， 需經(jīng) A/D轉(zhuǎn)換 成數(shù)字量 ， 才能送入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的計(jì)算機(jī) 。 33 ? 半導(dǎo)體多路模擬開(kāi)關(guān)特點(diǎn)： ? 采用標(biāo)準(zhǔn)雙列宜插式結(jié)構(gòu) ， 尺寸小 ， 便于安排； ? 直接與 TTL（ 或 CMOS） 電平相兼容；內(nèi)部帶有通道選擇譯碼器 ， 使用方便； ? 可采用正或負(fù)雙極性輸入；轉(zhuǎn)換速度快 ， 導(dǎo)通或關(guān)斷時(shí)間在 1μ s左右； ? 壽命長(zhǎng) ， 無(wú)機(jī)械磨損；接通電阻低 ， 一般小于 100Ω；斷開(kāi)電阻高 ， 一般達(dá) 109Ω以上 。 +5V等價(jià)于邏輯 “ 1”， 0V等價(jià)于邏輯 “ 0”， 被稱做 TTL（ 晶體管 晶體管邏輯電平 ）信號(hào)系統(tǒng) 。 ? TTL： 集成電路輸入級(jí)和輸出級(jí)全采用晶體管組成的單元門電路 ， 多發(fā)射極實(shí)現(xiàn)輸入級(jí) “ 與 ” 邏輯 ， 輸出級(jí)晶體管實(shí)現(xiàn) “ 非 ” 邏輯 。 31 VCC是電路的供電電壓， VDD是芯片的工作電壓（通常VccVDD）， VSS是 公共接地端電壓 ， VEE負(fù)電源電壓 32 ? 在圖 65中 ， 邏輯電平轉(zhuǎn)換單元完成 CMOS到 TTL的轉(zhuǎn)換；二進(jìn)制三 八譯碼器用來(lái)選樣輸入端 C、 B、 A的狀態(tài)進(jìn)行譯碼 ， 以控制開(kāi)關(guān)電路 TG， 使某一路開(kāi)關(guān)接通 ， 從而使輸入和輸出通道相連 。 30 ?INH是 CD4051禁止輸入端，當(dāng) INH端保持 高電平， INH=1時(shí)，通道斷開(kāi)，禁止模擬量輸入 ，即 8路輸入 X0? X7中任何一路均不與公共端相連， 8路通道都關(guān)斷； ?當(dāng) INH端為低電平 ， INH=0時(shí)，通道接通 ，CD4051正常工作，根據(jù) A、 B、 C選擇輸入端的不同組合，選擇 8路通道中的某路和輸出端接通。A、 B、 C的信號(hào)用控制 8個(gè)通道中的 1個(gè)通道與公共端相連。 ? 這兩種器件有的只有 一種用途，稱為單向多路模擬開(kāi)關(guān) ，如 AD7501（ 8路）、 AD7506（ 16路），有的則既能作多路模擬開(kāi)關(guān)，又能作反多路開(kāi)關(guān)，稱為 雙向多路分配器 ，如 CD4051。 ?電子開(kāi)關(guān) 具有切換 速度高、無(wú)抖動(dòng)、易于集成 等特點(diǎn)，但其導(dǎo)通電阻一般較大，輸入電壓 、 電流容量較小，動(dòng)態(tài)范圍很有限，常用于高速且要求系統(tǒng)體積較小的場(chǎng)合。 ?純機(jī)