《机电一体化》ppt课件.ppt

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1、机机电电一一体体化化技技术术基基础础及及应应用用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用第二节第二节 数数-模转换集成芯片模转换集成芯片模模数转换数转换 定义：模拟信号到数字信号的转换，称为模定义：模拟信号到数字信号的转换，称为模数转换，数转换，或称为或称为A/DA/D（Analog to DigitalAnalog to Digital）转换。）转换。把实现把实现A/DA/D转换的电路称为转换的电路称为A/DA/D转换器（转换器（Analog Digital Analog Digital Convert

2、erConverter，简称，简称ADCADC）。）。数数模转换模转换 定义：数字信号到模拟信号的转换，称为数定义：数字信号到模拟信号的转换，称为数模转换，模转换，或称为或称为D/AD/A（Digital to Analog Digital to Analog）转换。）转换。把实现把实现D/AD/A转换的电路称为转换的电路称为D/AD/A转换器（转换器（Digital Analog Digital Analog ConverterConverter，简称，简称DACDAC）。）。机机电电一一体体化化技技术术基基础础及及应应用用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受

3、到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用模拟信号模拟信号数字信号数字信号机机电电一一体体化化技技术术基基础础及及应应用用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用被被控控对对象象模模拟拟传传感感器器数数字字处处理理系系统统执执行行元元件件非电量非电量模拟电量模拟电量数字量数字量数字量数字量模拟电量模拟电量控制操作控制操作A/D转转换换器器典型数字控制系统框图典型数字控制系统框图D/A转转换换器器机机电电一一体体化化技技术术基基础础及及应应用用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照

4、消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用一、一、A/D转换器转换器（一）（一）A/D转换器的基本原理转换器的基本原理1、A/D转换器的基本原理转换器的基本原理 为了将时间连续、幅值也连续的模拟量转换为时间离散、为了将时间连续、幅值也连续的模拟量转换为时间离散、幅值也离散的数字信号，幅值也离散的数字信号，A/D转换一般要经过转换一般要经过取样、保持、取样、保持、量化量化及及编码编码4个过程。个过程。在实际电路中，这些过程有的是合并进行的，例如，取在实际电路中，这些过程有的是合并进行的，例如，取样和保持，量化和编码往往都是在转换过程中同时实现。样和保持

5、，量化和编码往往都是在转换过程中同时实现。机机电电一一体体化化技技术术基基础础及及应应用用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用机机电电一一体体化化技技术术基基础础及及应应用用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用1、采样保持电路、采样保持电路 电路由输入放大器电路由输入放大器A1A1、输、输出放大器出放大器A2A2、保持电容、保持电容C CH H和开和开关驱动电路组成。关驱动电路组成。电路图中要求电路图中要求A

6、1A1具有很高具有很高的输入阻抗，以减小对输入信的输入阻抗，以减小对输入信号源的影响。号源的影响。为使保持阶段为使保持阶段C CH H上所存电上所存电荷不易泄放，荷不易泄放，A2A2也应具有较高也应具有较高输入阻抗，输入阻抗，A2A2还应具有较低的还应具有较低的输出阻抗，这样可以提高电路输出阻抗，这样可以提高电路的带负载能力。一般还要求电的带负载能力。一般还要求电路中路中 取样保持电路已有很多种型号的单片集成取样保持电路已有很多种型号的单片集成电路产品。如双极型工艺的有电路产品。如双极型工艺的有AD585、AD684；混合工艺的有；混合工艺的有AD1154、SHC76等。等。机机电电一一体体化

7、化技技术术基基础础及及应应用用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用2、量化与编码、量化与编码 量化为数值量化的简称，就是将取样量化为数值量化的简称，就是将取样保持电路的输出保持电路的输出电压，按某种近似方式规划到与之相应的离散电平上的转化电压，按某种近似方式规划到与之相应的离散电平上的转化过程。过程。量化后的数值最后还须通过编码过程用一个代码表示出量化后的数值最后还须通过编码过程用一个代码表示出来。经编码后得到的代码就是来。经编码后得到的代码就是A/D转换器输出的数字量。转换器输出的数字量。量化过程中

8、所取最小数量单位称为量化单位，用量化过程中所取最小数量单位称为量化单位，用D表示。表示。它是数字信号最低位为它是数字信号最低位为1时所对应的模拟量，即时所对应的模拟量，即1LSB。在量化过程中，由于取样电压不一定能被在量化过程中，由于取样电压不一定能被D整除，所以量整除，所以量化前后不可避免的存在误差，此误差称之为量化误差，用化前后不可避免的存在误差，此误差称之为量化误差，用e表表示。示。量化误差属原理误差，它是无法消除的。量化误差属原理误差，它是无法消除的。A/D转换器的位数越多，各转换器的位数越多，各离散电平之间的差值越小，量化误差越小。离散电平之间的差值越小，量化误差越小。机机电电一一体

9、体化化技技术术基基础础及及应应用用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用3、A/D转换器的主要技术指标转换器的主要技术指标（1）分辨率）分辨率 A/D转换器的分辨率用输出二进制数的位数表示，位数转换器的分辨率用输出二进制数的位数表示，位数越多，误差越小，转换精度越高。越多，误差越小，转换精度越高。例如：输入模拟电压的变换范围为例如：输入模拟电压的变换范围为0 05V5V，输出，输出8 8位二进制数可以位二进制数可以分辨的最小模拟电压为分辨的最小模拟电压为 ；输出输出1212位二进制数可以分辨的最小模拟电

10、压为：位二进制数可以分辨的最小模拟电压为：（2）相对精度）相对精度 在理想情况下，所有的转换点应当在一条直线上。在理想情况下，所有的转换点应当在一条直线上。相对精度是指：实际的各个转换点偏离理想特性的误差。相对精度是指：实际的各个转换点偏离理想特性的误差。即转换范围内，任一数字量所对应的模拟输入量实际值与理论值之间的即转换范围内，任一数字量所对应的模拟输入量实际值与理论值之间的差值。差值。（3）转换时间和转换率）转换时间和转换率 转换时间：完成一次转换所需的时间。转换时间：完成一次转换所需的时间。即从接到转换控制信号开始，到输出端得到稳定的数字即从接到转换控制信号开始，到输出端得到稳定的数字输

11、出信号所经过的这段时间。输出信号所经过的这段时间。机机电电一一体体化化技技术术基基础础及及应应用用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4、常用、常用A/D转换芯片的特性转换芯片的特性（1）ADC的外特性的外特性从使用的角度看，从使用的角度看，ADC的外特性包括以下的外特性包括以下4部分：部分：1）模拟信号输入端；）模拟信号输入端；2）数字量的并行输出端；）数字量的并行输出端；3）起动转换的外部控制信号；）起动转换的外部控制信号；4）转换完毕由转换器发出的转换结束信号。）转换完毕由转换器发出的转换结束信

12、号。机机电电一一体体化化技技术术基基础础及及应应用用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 （2）A/D转换电路的输出方法：转换电路的输出方法：1）若）若ADC的数据输出寄存器具有可控的三态门。的数据输出寄存器具有可控的三态门。ADC的输出线允许与微型机系统的数据总线相连，并的输出线允许与微型机系统的数据总线相连，并在转换结束后利用读信号在转换结束后利用读信号RD控制三态门，将数据送上总线。控制三态门，将数据送上总线。2）若）若ADC的数据输出寄存器不具备可控的三态门电路，的数据输出寄存器不具备可控的三

13、态门电路，而是直接与芯片管脚相连。而是直接与芯片管脚相连。ADC芯片的数据输出线不允许与系统的数据总线直接芯片的数据输出线不允许与系统的数据总线直接相连，而必须通过相连，而必须通过I/O通道与通道与CPU交换信息。交换信息。机机电电一一体体化化技技术术基基础础及及应应用用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 根据转换方式的不同，根据转换方式的不同，ADC可分为三类：并联比较型可分为三类：并联比较型ADC，逐次逼近型，逐次逼近型ADC和双积分型和双积分型ADC。不同的不同的A/D转换方转换方式具有各自的

14、特点：式具有各自的特点：并联比较型并联比较型ADC：转换速度快，但其需要使用的比较器和转换速度快，但其需要使用的比较器和触发器很多。随着分辨率的提高，所需要的元件数目也按几何触发器很多。随着分辨率的提高，所需要的元件数目也按几何级数增加。级数增加。双积分型双积分型ADC：性能较稳定，转换精度高，抗干扰能力较性能较稳定，转换精度高，抗干扰能力较强，电路简单，但其工作速度较低。强，电路简单，但其工作速度较低。逐次逼近型逐次逼近型ADC：分辨率较高、误差较低、转换速度较快，分辨率较高、误差较低、转换速度较快，在一定程度上兼顾了前两者转换器的优点，因此得到普遍的应在一定程度上兼顾了前两者转换器的优点，

15、因此得到普遍的应用。用。机机电电一一体体化化技技术术基基础础及及应应用用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 转换开始前，先将所有寄存器清零。转换开始前，先将所有寄存器清零。开始转换以后，时钟脉冲首先将寄存器最高位置开始转换以后，时钟脉冲首先将寄存器最高位置1，使输出数字，使输出数字为为1000。这个数码被。这个数码被D/A转换器转换成相应的模拟电压转换器转换成相应的模拟电压uo,送到比较送到比较器中与器中与ui进行比较。进行比较。若若uiuo,说明数字过大，故将最高位的说明数字过大，故将最高位的1清

16、除；清除；若若uiuo,说明数字还不够大，应将该位保留；然后再按相同的方说明数字还不够大，应将该位保留；然后再按相同的方式将次高位置式将次高位置1，并且经过比较后确定这个，并且经过比较后确定这个1是否应该保留是否应该保留。这样逐位比较下去，一直到最低位为止。这样逐位比较下去，一直到最低位为止。比较完毕后，寄存器中的状态就是所要求的数字量输出。比较完毕后，寄存器中的状态就是所要求的数字量输出。逐次逼近型逐次逼近型ADC的工作原理的工作原理机机电电一一体体化化技技术术基基础础及及应应用用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价

17、款或接受服务的费用机机电电一一体体化化技技术术基基础础及及应应用用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用机机电电一一体体化化技技术术基基础础及及应应用用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用（二）（二）A/D转换芯片（转换芯片（ADC0804）8位位CMOS逐次逼近型逐次逼近型ADC；三态锁定输出；三态锁定输出；分辨率：分辨率：8位；位；转换精度：转换精度：1LSB；输入电压：输入电压：05V；转换时间：转换时间

18、：100us；增加外接电路后，输入模拟电压可为增加外接电路后，输入模拟电压可为 5V；芯片的输出总线可直接连接在芯片的输出总线可直接连接在CPU的数据总线上，无的数据总线上，无需附加逻辑接口电路。需附加逻辑接口电路。机机电电一一体体化化技技术术基基础础及及应应用用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用机机电电一一体体化化技技术术基基础础及及应应用用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用2.ADC0801机机电电一

19、一体体化化技技术术基基础础及及应应用用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用机机电电一一体体化化技技术术基基础础及及应应用用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用机机电电一一体体化化技技术术基基础础及及应应用用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用机机电电一一体体化化技技术术基基础础及及应应用用经营者提供商品或者服务有欺诈

20、行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用二、二、D/A转换器转换器 D/A转换器将输入的数字量转换为模拟量输出。转换器将输入的数字量转换为模拟量输出。数字量由若干数位构成数字量由若干数位构成,D/A转换即把每一位上的代码转换即把每一位上的代码按照权值转换为对应的模拟量，再把各位所对应的模拟量按照权值转换为对应的模拟量，再把各位所对应的模拟量相加，所得到各位模拟量的和便是数字量所对应的模拟量。相加，所得到各位模拟量的和便是数字量所对应的模拟量。在集成化的在集成化的D/A转换器中，通常采用电阻网络实现将转换器中，通常采用电阻网络实现将数

21、字量转换为模拟电流，然后再用运算放大器完成模拟电数字量转换为模拟电流，然后再用运算放大器完成模拟电流到模拟电压的转换。流到模拟电压的转换。目前目前D/AD/A转换集成电路芯片大都包含了这两个部分，如果只包含电转换集成电路芯片大都包含了这两个部分，如果只包含电阻网络的阻网络的D/AD/A芯片，则需要连接外接运算放大器才能转换为模拟电压。芯片，则需要连接外接运算放大器才能转换为模拟电压。机机电电一一体体化化技技术术基基础础及及应应用用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用（1）电压输出型）电压输出型 电压输

22、出型电压输出型D/A转换器虽有直接从电阻阵列输出电压的转换器虽有直接从电阻阵列输出电压的，但一般采用内置输出放大器以低阻抗输出。，但一般采用内置输出放大器以低阻抗输出。直接输出电压的器件仅用于高阻抗负载，由于无输出放直接输出电压的器件仅用于高阻抗负载，由于无输出放大器部分的延迟，故常作为高速大器部分的延迟，故常作为高速D/A转换器使用。转换器使用。（一）（一）D/A转换器的分类转换器的分类机机电电一一体体化化技技术术基基础础及及应应用用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用（2）电流输出型）电流输出型

23、电流输出型电流输出型D/A转换器直接输出电流，但应用中通常外转换器直接输出电流，但应用中通常外接电流接电流-电压转换电路得到电压输出。电压转换电路得到电压输出。可以直接在输出引脚上连接一个负载电阻，实现电流可以直接在输出引脚上连接一个负载电阻，实现电流一电压转换。但多采用的是外接运算放大器的形式。一电压转换。但多采用的是外接运算放大器的形式。另外，大部分另外，大部分CMOS D/A转换器当输出电压不为零时转换器当输出电压不为零时不能正确动作，所以必须外接运算放大器。不能正确动作，所以必须外接运算放大器。由于在由于在D/AD/A转换器的电流建立时间上加入了外接运算放入器的延迟，转换器的电流建立时

24、间上加入了外接运算放入器的延迟，故故D/AD/A响应变慢。响应变慢。该类型电路中的运算放大器因输出引脚的内部电容而容易起振，该类型电路中的运算放大器因输出引脚的内部电容而容易起振，有时必须作相位补偿。有时必须作相位补偿。机机电电一一体体化化技技术术基基础础及及应应用用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用（3）乘算型）乘算型 D/A转换器中有使用恒定基准电压的，也有在基准电压转换器中有使用恒定基准电压的，也有在基准电压输入上加交流信号的，后者由于能得到数字输入和基准电输入上加交流信号的，后者由于能得到数

25、字输入和基准电压输入相乘的结果而输出，因而称为乘算型压输入相乘的结果而输出，因而称为乘算型D/A转换器。转换器。乘算型乘算型D/A转换器一般不仅可以进行乘法运算，而且可转换器一般不仅可以进行乘法运算，而且可以作为使输入信号数字化地衰减的衰减器及对输入信号进以作为使输入信号数字化地衰减的衰减器及对输入信号进行调制的调制器使用。行调制的调制器使用。机机电电一一体体化化技技术术基基础础及及应应用用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 根据建立时间的长短，根据建立时间的长短，D/A转换器可分为转换器可分为:低

26、速低速D/A转换器，建立时间转换器，建立时间100s；中速中速D/A转换器，建立时间为转换器，建立时间为10100s；较高速较高速D/A转换器，建立时间为转换器，建立时间为110s；高速高速D/A转换器，建立时间为转换器，建立时间为100ns1s；超高速超高速D/A转换器，建立时间为转换器，建立时间为100ns。机机电电一一体体化化技技术术基基础础及及应应用用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用根据电阻网络的结构根据电阻网络的结构,DAC可以分为：可以分为：权电阻网络权电阻网络D/A转换器转换器 T型

27、电阻网络型电阻网络D/A转换器转换器 倒倒T型电阻网络型电阻网络D/A转换器转换器 权电流权电流D/A转换器转换器机机电电一一体体化化技技术术基基础础及及应应用用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用（1）绝对精度）绝对精度 对应于给定的刻度数字量，对应于给定的刻度数字量，D/A转换电路实际输出与理论值之间转换电路实际输出与理论值之间的误差。的误差。一般应低于一般应低于2-（n+1）或或LSB/2。（2）相对精度）相对精度 满刻度已校准的情况下，在整个刻度范围内，对应于任一数码的满刻度已校准的情况下，在

28、整个刻度范围内，对应于任一数码的模拟量输出与它的理论值之差。模拟量输出与它的理论值之差。两种表示方法：将偏差用数字量最低有效位的位数两种表示方法：将偏差用数字量最低有效位的位数LSB表示；用该表示；用该偏差相对满刻度的百分比表示。偏差相对满刻度的百分比表示。（二）（二）D/A转换器的技术指标转换器的技术指标机机电电一一体体化化技技术术基基础础及及应应用用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用（3）分辨率）分辨率 指最小模拟输出量（对应数字量仅最低位为指最小模拟输出量（对应数字量仅最低位为1）与最大量）与

29、最大量（对应数字量所有有效位为（对应数字量所有有效位为1）之比。）之比。用来描述用来描述D/A转换器对微小输入量变化的敏感度。转换器对微小输入量变化的敏感度。用数字量的位数表示。用数字量的位数表示。一个分辨率为一个分辨率为n位的转换器，它能对刻度的位的转换器，它能对刻度的2-n输入作出反应。输入作出反应。（4）建立时间）建立时间 建立时间是指将一个数字量转换为稳定模拟信号所需的时间建立时间是指将一个数字量转换为稳定模拟信号所需的时间,也可也可以认为是转换时间。以认为是转换时间。DA中常用建立时间来描述其速度中常用建立时间来描述其速度,而不是而不是AD中常用的转换速率。中常用的转换速率。一般地一

30、般地,电流输出电流输出 DA建立时间较短建立时间较短,电压输出电压输出DA则较长。则较长。其他指标还有线性度（其他指标还有线性度（Linearity）、转换精度、温度系数漂移）、转换精度、温度系数漂移等。等。机机电电一一体体化化技技术术基基础础及及应应用用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用（三）常用（三）常用D/A转换芯片特性转换芯片特性 D/A转换芯片输出方式有两种：电流输出型、电压输出转换芯片输出方式有两种：电流输出型、电压输出型。型。数数字字量量输输入入数数字字量量输输入入图图3-23 D/A

31、转换输出两种方式转换输出两种方式电流输出型：电流输出型：相当于电流源，内阻相当于电流源，内阻RpRp较大，较大，使用时，负载电阻不可太大。使用时，负载电阻不可太大。电压输出型：电压输出型：相当于电压源，内阻相当于电压源，内阻RsRs较小，较小，使用时，负载电阻应较大。使用时，负载电阻应较大。实际应用时，常用电流型实实际应用时，常用电流型实现电压输出。现电压输出。机机电电一一体体化化技技术术基基础础及及应应用用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用图图3-24 D/A转换连接成电压输出方式转换连接成电压输

32、出方式a)反相输出反相输出 b)同相输出同相输出电流输出型电流输出型D/A转换芯片实现电压输出转换芯片实现电压输出反向输出电压：反向输出电压：UOUT=-IR同相输出电压：同相输出电压：UOUT=IR(1+R2/R1)b)a)机机电电一一体体化化技技术术基基础础及及应应用用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用图图3-25 D/A转换输出连接线路转换输出连接线路a)单极性输出单极性输出 b)双极性输出双极性输出D/A转换器的单极性输出、双极性输出转换器的单极性输出、双极性输出a)b)机机电电一一体体化化

33、技技术术基基础础及及应应用用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用图图3-26 AD7524应用线路应用线路（四）（四）D/A转换芯片的应用（转换芯片的应用（AD7524）CMOS低功耗低功耗8位位DAC1、芯片特点：、芯片特点：双极性输出；双极性输出；可与大多数微处理器总可与大多数微处理器总线或输出端口直接接口；线或输出端口直接接口；参考电压可由正电源或负参考电压可由正电源或负电源提供，故输出电压可随电源提供，故输出电压可随之改变极性。之改变极性。功能表功能表2、CS：片选信号：片选信号 WR：写信号

34、：写信号 D0D7：数据：数据输入端输入端 机机电电一一体体化化技技术术基基础础及及应应用用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 当片选信号当片选信号CS和写信号和写信号WR是低电平时，是低电平时，AD7524处于处于写模式，并将数据总线写模式，并将数据总线D0D7上的数据写入芯片的输入寄上的数据写入芯片的输入寄存器。此时的模拟输出对应着存器。此时的模拟输出对应着8位数据输入值。位数据输入值。该模式下，该模式下，AD7524与没有输入寄存器一样。与没有输入寄存器一样。当片选信号当片选信号CS和写信号和

35、写信号WR二者有一个为高电平时，芯二者有一个为高电平时，芯片处于保持模式，此时模拟量输出保持在片处于保持模式，此时模拟量输出保持在WR或或CS变高时刻变高时刻前输入的数字量所对应的模拟量值。前输入的数字量所对应的模拟量值。数字量输入的更新，将引起模拟量输出的变化。数字量输入的更新，将引起模拟量输出的变化。机机电电一一体体化化技技术术基基础础及及应应用用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 数字量MSB LSB 模拟量1 1 1 1 1 1 1 11 0 0 0 0 0 0 11 0 0 0 0 0 0

36、 00 1 1 1 1 1 1 10 0 0 0 0 0 0 10 0 0 0 0 0 0 0表表3-9 输入数字量与输出模拟量的对应值输入数字量与输出模拟量的对应值机机电电一一体体化化技技术术基基础础及及应应用用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用第三节第三节 多路模拟开关集成芯片多路模拟开关集成芯片 在机电一体化实时控制与实时数据处理系统中，被控在机电一体化实时控制与实时数据处理系统中，被控制与被测量的回路往往是几路或几十路。对这些回路的制与被测量的回路往往是几路或几十路。对这些回路的参量进行模数

37、、数模转换时，常采用公共的模数、数模参量进行模数、数模转换时，常采用公共的模数、数模转换电路。转换电路。因此，对各路进行转换时就存在分时占用模数、数因此，对各路进行转换时就存在分时占用模数、数模转换电路的问题。模转换电路的问题。常采用多路开关轮流切换各被测回路与模数、数模常采用多路开关轮流切换各被测回路与模数、数模转换电路间的通路，以实现分时处理。转换电路间的通路，以实现分时处理。机机电电一一体体化化技技术术基基础础及及应应用用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用一、常用多路开关的参数和性能一、常用多

38、路开关的参数和性能性能：性能：实际应用中，对于多路实际应用中，对于多路A/D通道的切换，常采用多通通道的切换，常采用多通道输入、单通道输出（输出为公用的一条线）的多路开关。道输入、单通道输出（输出为公用的一条线）的多路开关。对于多路对于多路A/D通道的切换，常采用单通道输入、多通通道的切换，常采用单通道输入、多通道输出的多路开关。道输出的多路开关。机机电电一一体体化化技技术术基基础础及及应应用用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用二、多路模拟开关集成芯片二、多路模拟开关集成芯片1.无译码器的多路开关无

39、译码器的多路开关 开关类型：开关类型：TL182C，AD7510，AD7511，AD7512等等。AD7510的引脚图的引脚图 芯片中无译码器，四个通芯片中无译码器，四个通道开关都有各自的控制端。道开关都有各自的控制端。优点：优点：每一个开关可单独通断，每一个开关可单独通断，也可同时通断，使用方式比较也可同时通断，使用方式比较灵活。灵活。缺点：缺点：引脚较多，使得片内所集成引脚较多，使得片内所集成的开关较少。的开关较少。当巡回检测点较多时，控制当巡回检测点较多时，控制复杂。复杂。机机电电一一体体化化技技术术基基础础及及应应用用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受

40、到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用（1）AD7501（AD7503）AD7501芯片结构及引脚功能图芯片结构及引脚功能图 片上所有逻辑输入与片上所有逻辑输入与TTLDTL及及CMOS电路兼容电路兼容。AD7503 AD7503 除除EN EN 端的控制逻辑电平相反外端的控制逻辑电平相反外,其它与其它与AD7501AD7501相相同。同。2.有译码器的多路开关有译码器的多路开关机机电电一一体体化化技技术术基基础础及及应应用用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用AD7501真值

41、表真值表 导通导通 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 无无机机电电一一体体化化技技术术基基础础及及应应用用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用（2）CD4501CD4501芯片结构及引脚功能图芯片结构及引脚功能图 CD4501 CD4501为为8 8通道单刀结构形式，它允许通道单刀结构形式，它允许双向使用双向使用，即，即可用于多到一的切换输出，可用于多到一的切换输出，也可用

42、于一到多的输出切换。也可用于一到多的输出切换。机机电电一一体体化化技技术术基基础础及及应应用用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用CD4501真值表真值表 C B A 接通通道接通通道 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 S0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 无无机机电电一一体体化化技技术术基基础础及及应应用用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的

43、金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用三、三、多路开关的配置多路开关的配置 1.单端接法单端接法 把所有输入信号源的一端接至把所有输入信号源的一端接至同一信号地，另一端各自接至多路同一信号地，另一端各自接至多路开关的相应输入端。开关的相应输入端。图图(a)(a)的信号地与模拟地很接的信号地与模拟地很接近，但实际很难做到。近，但实际很难做到。图图(b)(b)的信号地与模拟地相离的信号地与模拟地相离较远。较远。优点：优点：能使用系统的全部通能使用系统的全部通道。道。缺点：缺点：抗共模干扰能力差。抗共模干扰能力差。机机电电一一体体化化技技术术基基础础及及应应用用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的

44、，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用2.双端接法双端接法 把所有输入信号源的两端各自分别接至多把所有输入信号源的两端各自分别接至多路开关的输入端。路开关的输入端。优点：优点：抗共模干扰能力强。抗共模干扰能力强。缺点缺点：只能使用系统的一半通道。：只能使用系统的一半通道。当信号源的信噪比较小时，必须使用此接法。当信号源的信噪比较小时，必须使用此接法。机机电电一一体体化化技技术术基基础础及及应应用用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用四、四、多路开关的应用多路开关的应用 图图3-34 AD7501实现实现16通道的连接通道的连接9机机电电一一体体化化技技术术基基础础及及应应用用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用作业作业1、简述瞬时极性法的基本原理，并以实例说明。、简述瞬时极性法的基本原理，并以实例说明。2、何谓四舍五入量化法。、何谓四舍五入量化法。3、已知某已知某DAC电路最小分辨电压电路最小分辨电压5mv,最大满值输出电压最大满值输出电压5V,试求该电路输入数字量的位数和基准电压各是多少？试求该电路输入数字量的位数和基准电压各是多少？