6.1 模拟开关
■ 主要参数
导通电阻Ron：开关闭合时的电阻； 截止电阻Roff：开关关断时的电阻，主要由漏电引起； 延迟时间：控制信号改变时对应产生的输出延迟时间。
■ 开关电路类型
增强型MOSFFT开关电路：N沟道增强型和CMOS 型； 集成模拟开关电路：在同一芯片上集成多个CMOS开关； 多路模拟开关电路：由地址译码器和多路模拟开关组成。
DB11-0
REF IN
CS R/C
REF OUT UCC
BIP AGND OFFSET
UEE
+5V
+12V 0.1µF 0.1µF
-12V
AD674的转换状态信号STS经非门接到AD781采样保持的 控制端。在CS=“0”,R/C=“0”时启动转换器转换。R/C=“0”使 STS=“1”，经非门S/H=“0”，AD781进入保持状态。当AD674 转换结束，STS=“0”使S/H=“1”，AD781进入采样状态。
C
uo
Uc
■ 采样保持电路的主要要求：精度和速度
为提高实际电路的精度和速度，可从元件和电路两方 面着手解决。
6.2 采样保持电路
元件性能要求
■ 模拟开关：要求模拟开关的导通电阻小，漏电流 小，极间电容小和切换速度快。
■ 存储电容：要选用介质吸附效应小的和泄漏电阻 大的电容。
■ 运算放大器：选用输入偏置电流小、带宽宽及转 换速率（上升速率）大的运算放大器，输入运 放还应具有大的输出电流。
6.2 采样保持电路
6.2.1 基本原理
当控制信号Uc=“1” 时，S接通，ui向C充电，
ui
输出跟踪模拟输入信号
变化——采样阶段。
( uo=uc=ui )
ui,uo
∞
-+
S
+ N1
Uc
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ保持 采样
当控制信号Uc=“0”时， S断开，uo保持S断开瞬间的 输入信号值——保持状态。
( uo保持uc值 )
第6章 信号转换电路
作用：实现各种信号转换，如S/H、V/f、V/I、A/D。 ■ 6.1 模拟开关 ■ 6.2 采样保持电路 ■ 6.3 电压比较电路★ ■ 6.4 电压频率转换电路★ ■ 6.5 电压电流转换电路★ ■ 6.6 模拟数字转换电路★
第6章 信号转换电路
从信息形态变化的观点将各种转换分为三种： （1）从自然界物理量到电信号的转换 —— 传感器 （2）电信号之间的转换 —— 转换电路 （3）从电信号到物理量的转换 —— 静态标定
■ 关断时间TAP：从发出保持指令的时刻起，直到模拟开关 (孔径时间) 真正断开为止所需的时间。
捕捉时间长，电路的跟踪特性差，关断时间长， 电路的保持特性不好，它们限制了电路的工作速度。
6.2 采样保持电路
基本组成：
∞
1. 模拟开关
2. 存储电容
ui
3. 缓冲放大器
∞ -+ + N1
S
uc
-+ + N2
o
f
F(f )*Fs2(f )
o
f
6.2 采样保持电路
采样定理：
为保证采样后信号能真实地保留原模拟信号信息，防 止出现频率混叠现象，信号的采样频率必须至少为原模拟 信号中最高频率成分的2倍。这就是采样定理，即
fs
1 Ts
2
fmax
注意：满足采样定理，只能保证不发生频率混叠，而
不能保证此时的采样信号能真实地反映原模拟信号。在工
O
UC
O
Ts
∞
uc
-+ + N2
uo
C
uo ui t t
采样的时域与频域解释:
时域：将模拟信号f(t)与采样脉冲序列fs(t) 相乘的结果； 频域：将模拟信号F(f )与采样脉冲序列Fs(f ) 卷积的结果。
f(t)
F(f )
o
f(t) fs1(t) o
f(t) fs2(t) o
t
Ts
t
t
o
f
F(f )*Fs1(f ) 1/Ts
（2）当在比较器后面连接数字电路时，专用集成比较 器无需添加任何元器件，就可以直接连接，但对通用运算 放大器而言，必须对输出电压采取嵌位措施，使它的高、 低输出电位满足数字电路逻辑电平的要求。
6.3 电压比较电路
■ 作用：鉴别和比较两个模拟输入电压的大小。
当ui<UR时，Uo为高电平“1”；
当ui>UR时，Uo为低电平“0”；
6.3 电压比较电路
■ 比较器用通用运算放大器和专用集成比较器的区别？
（1）比较器的一个重要指标是它的响应时间，它一般低 于10-20ns。响应时间与放大器的转换速率和增益-带宽积有 关。因此，必须选用这两项指标都高的运算放大器作比较 器，并在应用中减小甚至不用相位补偿电容，以便充分利 用通用运算放大器本身的带宽来提高响应速度。
来控制AD582开关S的断和通，使AD582处于保持/采样状态。
6.2.2 单片集成采样保持电路(AD781与AD674接口)
+12V
转换结束
0.1µF
UIN
UCC IN AD781 S/H
1
GND
OUT
UEE
0.1µF
-12V
100Ω 100Ω
CE 12/8 UL
STS
DGND
10VIN
A0
AD674
ui UR
-1 +1
# Uo
当ui=UR时，比较器翻转。
Uo=UR-ui
Uo
在高低电平变化瞬间，可
用“虚短”和“虚断”进行分析， ui<UR
34 5 偏移调节
67 C
Uc +5V 14 13 12 11 10
98
AD582
&
DG
∞ -
#S
+
+ N1
∞
-
+
+ N2
uo
模 ∩/# 状
R2
拟 量
态
输
R1 入
AD571
12 ui
34 5 偏移调节
67 C
Kf
1
R2 R1
将运放、NMOS管模拟开关S和与门控制电路DG集成在一 块芯片上(AD582)，其输出uo送入AD571的输入端，而AD571 的状态输出端与AD582的控制端相连。由AD571的输出状态
程实际应用中，为了保证数据采集精度，一般取
fs (5～20) fmax
6.2 采样保持电路
6.2.2 单片集成采样保持电路(AD582与AD571接口)
Uc +5V 14 13 12 11 10
uo 98
AD582
&
DG
∞ -
#S
+
+ N1
∞ -
+ + N2
模 ∩/# 状
拟
态
量
输
入
AD571
12 ui
6.2 采样保持电路
■ 作用：采集某一瞬间的模拟输入信号，根据需要保持并 输出此电压值。
■ 采样状态：电路输出信号稳定地跟踪模拟输入信号。 ■ 保持状态：电路输出信号保持采样结束时刻的瞬时值。 ■ 用途：主要用于快速数据采集系统。
■ 捕捉时间TAC：从发出采样指令的时刻起，直到输出信号 稳定地跟踪上输入信号为止所需的时间。