单稳 定时器
uo
S
uc
Is
UR
O
t
uo
O
t0 t1
t
18
2、f/V 转换器
原理：
ui 电平比较器
方波信号
单稳触发器
定宽定幅 低通滤波器
脉冲序列
uo
1Ti
1Tw
uoTi 0Umd tTi 0Umd tfiUmTw
19
(1)通用运放 f/V 转换电路
+E
ui VD1 V D2 -E
R1 -E
∞ -
16
①积分复原型V/f 转换电路
V
R3
C
R9
ui
R1
R2
uC O U2 U1 uP O U2 U1
uo
∞
-
uC
+
+ N1
R4 uP
R5
R6
-E
-U
∞ -
+ + N2
R7
VS1
T1 T2
R8 uo
VS2 VS3
t
t
O t
17
②电荷平衡型V/f 转换电路
i
C
ui R
_ +
+ N1
uc _
+ + N2
+1 UR
a)
# Uo
u i< U R
u i> U R
O UR
ui
b)
图 6-12 电压比较器及其特性
11
1、电平比较电路 （1）差动比较电路
Uo
-1 ui
+1 UR
a)
# Uo
ui<U R
u i> U R
O UR
ui
b)
图 6-12 电压比较器及其特性
12
1、 电平比较电路 （2）求和比较电路
ui
R1
∞
R2
Σ
-
U
+
Uo
+
R
a)
缺点：振零现象
13
2、滞回比较电路
单方向 单阈值
R ui
R2
UR
-1 #
+1
Uo
R1
a)
Uo
UOH
O
UU1 1 U2 ui U2
UOL
b)
14
3、窗口比较电路
R1
UZ
E
UR1
VS
-1
#
+1 N1 Uo1
&
RP
UR2
-1
#
R2
+1 N2 Uo2
Uo
ui
“1”
O “0”
6.4 电压电流转换电路
1、I/V 转换电路 （1）反相输入型I/V转换电路
R1
i
_
+
is
RS + N
R2uo21源自（2）同相输入型I/V转换电路
R2
R3
_
ui R1
R4
+
+ N
i
uo
22
2、V/I 转换电路
+E
R6
ui Ub
R1 uN _
R2
uP
+ +N
R5 R4
V1
V2
R3
R7
RL io
23
第6章 信号转换电路
1
6.1 采样保持电路
1、基本原理 （1）电路组成
S/H电路原理图
2
（2）工作原理
ui ,uo
O fs(t)
O Ts
uo f(t)
t
t
3
2、元件性能的影响和要求 （1）输入输出缓冲器
4
2、元件性能的影响和要求 （2）模拟开关
开关元件
控制电路
5
常用模拟开关 ①增强型MOSFET开关电路
+ + N1
C1
VD3
u1
uN R5 uP
R4=100R3 R3
+E R C
R2
+E
∞ -
+
VD4 R9
+ N2
R7 V2
R6
R11 u2
V1 Um
R10
R12
C2 VS
R8
ui
0V u2 （扩展）
Tw
u1
0V uN
u2
Um 0V
uP
∞
-
+
uo
+ N3
Um
0V
UH 0V UL UH ERR+ R66 20
30
2、A/D转换器工作原理
②逐次逼近式A/D转换器
US
比较器
Ui
启动
逻辑控制 电路
时钟
D/A 转换器
逐次逼近 寄存器
转换结束
… 输出缓冲器
Dn-1 D0
输出允许
31
逐次逼近式A/D转换器的特点： 转换速度较高 精度较高 电路结构较简单 逐次逼近式A/D转换器的应用： 实时控制系统 主要器件： 8位ADC0801~0805 12位AD574 16位高精度ADC1140 高速ADC803
S BD
ui
uo
G uc
Ron
O
ui
6
常用模拟开关 ②CMOS开关电路
uGP
Ron
Ron(P)
+E
ui -E
uo
Ron(N)
uGN a)
Ron(C)
O b)
ui
7
2、元件性能的影响和要求
（3）存储电容 选用介质吸附效应小和泄漏电阻大 的电容器，如聚苯乙烯，钽电容和 聚碳酸脂电容器等。
8
3、采样保持实用电路 （1）高精度S/H电路
电子 开关 阵列
电阻 解码 网络
D/A的组成框图
相加 运算 放大 器
模拟量输入
25
①加权电阻网络电路
R1 I1 R
d1
S1 I2 2R
Io
∞
d2 d3
S2 I3 4R A S3
-
+ +N
uo
In 2n-1 R
dn
UR
Sn
26
… …
②R-2R梯形电阻网络
UR
A1 R IR 2R
A2 R 2R
A3 2R
2
4
F'
3
1
F' 5
F' 8 F' 6
F' 7
2
2
1
1
0
采样
0
t
011 101 111 111 110 100 011 101
t
量化及编码
28
2、A/D转换器工作原理
①双积分式A/D转换器
C
Ui
电子
R
UR - UR
开关
∞
-
+ +N
UC
-1
#
+1
计数器
控制逻辑
数据输出
标准时钟
29
双积分式A/D转换器的特点： 具有较强的抗干扰能力 转换速度较慢，多为毫秒量级 双积分式A/D转换器的应用： 数字式仪表 低速数据采集系统 主要器件： MC14433、ICL7135、AD7555
-E R
V
V1
ui
Uc
∞ -
+ +N
C
uo
9
3、采样保持实用电路
（2）单片集成采样保持电路
Uc +5V 14 13 12 11 10
9 8 uo
AD582
&
DG
∞ -
S
+ + N1
#
∞ -
+ + N2
12 ui
34
5
偏移调节
67 C
状态 模拟量输入
?/# AD571
10
6.2 电压比较电路
Uo
-1 ui
单方向 多阈值
Uo
DU
U R2
U R1
ui
15
6.3 电压频率转换电路
1、V/f 转换器
定义：V/f (电压/频率)转换器能把输入信
号电压转换成相应的频率信号，即它的 输出信号频率与输入信号电压值成比例， 故又称为压控振荡器(VCO)。
应用：在调频，调相和A/D变换等许多技
术领域得到非常广泛的应用。
32
2、A/D转换器工作原理
③并行比较式A/D转换器
+1
#
-1 N3 3UR/4
Ui
+1
#
-1 N2 UR/2
An-1 R An 2R 2R 2R
R1
S1
S2
S3
Sn-1
Sn
1 01 0 1 0 1 0 1 0
∞
-
Io
+ +N
Uo
d1(MSB)d2
d3
dn-1 dn(LSB)
27
二、A/D转换器
1、基本原理
f (t )
7
6
F2
5
4 F1 3
F3 F4 F5
F6
F8
F 7
f1(t)
7
F' 3
F' 4
6
F'
5
6.5 模拟数字转换电路
一、D/A转换器
1、D/A转换器的转换特性
|Uo|
7UR/8