《双积分模数转换电路的设计.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《双积分模数转换电路的设计.ppt（22页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、双积分模数转换电路的设计现在学习的是第1页，共22页A/D转换的方法和种类转换的方法和种类n双积分法-电压的充电和放电 （与运放的频带宽度有关）（三位半数字电压表）n逐次比较法-每次与减一半的电压比较 （与转换精度有关，8位需比较9次）（0800D/A转化器、全加器和逻辑组合电路实现）n量化反馈法-量化后的电压反馈回输入端再进行比较 （速率比逐次比较快一些）（几个电压比较）n并行法-同时一次性与不同的电压比较 （速率最高，一个时钟脉冲）（多个电压比较）现在学习的是第2页，共22页设计目的设计目的n不过分注重设计结果，而是注重设计过程 通过实验电路的设计，加强光电仪器电子学 系统的设计、调试能力
2、。n熟悉双积分A/D转换原理n加强运放构成的积分电路的应用技术n加强模拟电路和数字电路的混合应用技术n锻炼科技写作能力（研究报告）现在学习的是第3页，共22页双积分双积分A/D转换原理转换原理n V-T转换原理n 时间刻度细分原理n 三个控制开关设计原理n 数码显示原理现在学习的是第4页，共22页V-T转换原理转换原理n 电压（V）用时间（T）来度量n时间测量电路在数字电路中易于实现n 实现方法：双积分原理现在学习的是第5页，共22页积分电路积分电路若分时段施加不同电压若分时段施加不同电压：现在学习的是第6页，共22页双积分电路双积分电路一次积分（充电过程）T=t1-t0Vi为被测电压（恒定电
3、压）二次积分（放电过程）Ti=ti-t1VR为基准电压（恒定电压）令V0初为零；若 t=ti 时刻，V0末也为零时，则Vi电压为正，VR必须为负；现在学习的是第7页，共22页双积分电路双积分电路斜率是可变的当积分过程结束时，Vi越大V0越负采样过程斜率是固定的当V0末为零时，Ti为对应的过零时刻测量过程Vi越大，过零的时间越长若基准电压VR为负电压采样时间 T 恒定则只要测出Ti（用数字表示）的大小，就可知被测电压Vi现在学习的是第8页，共22页双积分输出电压随时间变化的关系曲线双积分输出电压随时间变化的关系曲线清零阶段（K3）采样阶段（K1）测量阶段（K2）设：K1:K2:K3=1:2:1重
4、复测量时间=50ms K1=12.5ms K2=25ms K3=12.5ms现在学习的是第9页，共22页双积分电路原理双积分电路原理跟随器积分电路比较器模拟开关现在学习的是第10页，共22页双积分转换电路各点波形双积分转换电路各点波形 关键关键 技术：技术：n时间刻度时间刻度 细分原理细分原理n三个模拟开关三个模拟开关设计原理设计原理现在学习的是第11页，共22页关键技术关键技术1：时间刻度细分原理：时间刻度细分原理其中，TS为计时周期；时钟电路 n为采样时间内的时钟脉冲个数；n进制计数器 ni为测量 时间内的脉冲个数；数据锁存器 VR为基准电压 -2V Vi为被测电压 02V现在学习的是第1
5、2页，共22页测量显示时间计数器原理框图测量显示时间计数器原理框图现在学习的是第13页，共22页关键技术关键技术2：三个模拟开关设计原理：三个模拟开关设计原理 -开关控制脉冲的产生开关控制脉冲的产生利用两类门电路组利用两类门电路组合逻辑实现合逻辑实现现在学习的是第14页，共22页三个模拟开关设计原理三个模拟开关设计原理 -4066模拟开关模拟开关n4066有四个模拟开关有四个模拟开关nVDDVSS=15V，工作在双电源，则最大为，工作在双电源，则最大为7.5Vn若若VDD和和VSS分别为分别为5V，则不需要电平提升电路，则不需要电平提升电路现在学习的是第15页，共22页开关控制脉冲发生器原理开
6、关控制脉冲发生器原理现在学习的是第16页，共22页四张电路原理框图四张电路原理框图基准电压宽脉冲变窄脉冲现在学习的是第17页，共22页现在学习的是第18页，共22页系统主要参数计算系统主要参数计算n 系统主频CPn 基准电压VR现在学习的是第19页，共22页系统主频系统主频CP（4MHz）n系统主频与设计指标的关系：（1）被测电压的最小分辨率）被测电压的最小分辨率-1mV（定计数值）（定计数值）（2）被测电压的最大值）被测电压的最大值-2V（定参考电压）（定参考电压）（3）转换速率）转换速率-50ms（定周期）（定周期）n根据公式：根据公式：n其中，其中，T=12.5ms、n=2000、TS=
7、6.25s，fS=160KHz。n采用采用4MHz的时钟（石英晶体）经的时钟（石英晶体）经25分频得分频得160KHz。现在学习的是第20页，共22页基准电压基准电压VR（2V）n当当n=2000、ni=2000时时，Vi=VR 由此可设想，当由此可设想，当VR不等于不等于2V时，时，ni=2000，也不，也不再代表再代表Vi=2V。n结论：结论：基准电压的基准值和稳定性十分重要基准电压的基准值和稳定性十分重要现在学习的是第21页，共22页实验要求实验要求-两周完成两周完成n整理出完成电路原理图整理出完成电路原理图n计数（计时）电路调试（计数（计时）电路调试（2000进制计数器）进制计数器）n控制开关脉冲调试与测量控制开关脉冲调试与测量n测量电压与参考电压的调试测量电压与参考电压的调试n双积分电路的调试双积分电路的调试n显示电路的调试（仅连接显示电路的调试（仅连接 BCD码即可）码即可）n测量误差分析（测量多组待测电压）测量误差分析（测量多组待测电压）现在学习的是第22页，共22页