双积分模数转换电路的设计.ppt
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1、双积分双积分A/DA/D转换电路的设计转换电路的设计 应用背景:应用背景:3位半电压表位半电压表 技术指标:技术指标:测量电压范围:测量电压范围:02V 测量精度:测量精度:1mV 转换速率:转换速率:50ms or 20ms 显示方式:显示方式:LED数码管显示数码管显示大型应用性电路设计与调试大型应用性电路设计与调试课程内容课程内容l双积分双积分A/D转换原理转换原理 V-T转换原理 时间刻度细分原理 三个控制开关设计原理 数码显示原理l系统主要参数计算系统主要参数计算l实验安排及实验报告要求实验安排及实验报告要求A/D转换的方法和种类转换的方法和种类l双积分法-电压的充电和放电 (与运放
2、的频带宽度有关)(三位半数字电压表)l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)l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)l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)设计目的设计目的l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。l熟悉双积分A/D转换原理l加强运放构成的积分电路的应用技术l加强模拟电路和数字电路的混合应用技术l锻炼科技写作能力(研究报告)双积分双积分A/D转换原理
3、转换原理l V-T转换原理l 时间刻度细分原理l 三个控制开关设计原理l 数码显示原理V-T转换原理转换原理l 电压(V)用时间(T)来度量时间测量电路在数字电路中易于实现l 实现方法:双积分原理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: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;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
4、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重复测量时间=50ms K1=12.5ms K2=25ms K3=12.5ms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:l时间刻度时间刻度 细分原理细分原理l三个模拟开关三个模拟开关设计原理设计原理关键技术关键技术1:时间刻度细分原理:时间刻度细
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