第2章 模拟量输入输出通道接口技术ppt课件.ppt

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1、第二章　模拟量输入输出通道的接口技术一、多路开关和采样保持器二、模拟量输出通道的接口技术三、模拟量输入通道的接口技术多路开关和采样/保持器是微型机控制系统的重要元件，是计算机进行多路控制和采集数据不可缺少的组成部分。下面是一个多路模拟信号采集示意图：2.1多路开关和采样保持器一、多路开关的两个主要用途：把多个模拟量参数分时地接通送入A/D转换器，即完成多到一的转换。(2)或者把经计算机处理、且由D/A转换器转换成的模拟信号按一定的顺序输出到不同的控制回路，即完成一到多的转换。前者称为多路开关，后者叫作

2、多路分配器，或叫做反多路开关。2.1.1多路开关多路开关A/D转换多路分配器D/A转换(1)单向多路开关，如AD7501（8路），AD7506（16路）。(2)双向多路开关，如CD4051（8路），CD4067（16路）。(3)差动输入，如CD4052双4通道CD4053三重二通道CD4097双8通道。(4)多路输入/多路数出矩阵多路开关，如8816（16入8出）等。二、多路开关的种类：三、半导体多路开关的特点采用标准双列直插式结构，尺寸小直接与TTL（或CMOS）电平兼容内部带有通道选择编码器，使用

3、方便采用正或负双极性输入转换速度快。通常其导通和关断时间在1us左右寿命长，无机械磨损接通电阻低，一般小于100欧，甚至几欧断开电阻高，通常达109欧以上正因为半导体集成电路多路开关具有明显的优点，所以，近年来在计算机控制和数据采集系统中得到了广泛的应用。四、介绍几种常用的半导体开关单端双向8通道多路开关CD4051单端双向16通道多路开关CD4067B单端双向双8通道多路开关CD4097B矩阵多路开关8816图2.1CD4051原理电路图1．CD4051INH＝VDD时，禁止模拟量输入；IN

4、H＝VSS时，允许模拟量输入。表2-2CD4051真值表输入状态接通通道INHCBACD405100000#00011#00102#……01117#0001用法：①用作多路开关8进1出②用作分路路开关1进8出改变C、B、A的值,改变接通的通道返回上层目录2．CD4067图2.2CD4067原理电路图及引脚排列图11010返回上层目录3．CD4097图2.3CD4097原理电路图及引脚排列图CD4067B/CD4097BCD4067B和CD4097B相比:·原理基本相同:·不同:CD4067B单16路，

5、双向、4个选择控制端:D、C、B、ACD4097B双8路，双向、3个选择控制端:C、B、ACD4051单8路，双向、3个选择控制端:C、B、A返回上层目录返回上层目录4．8816图2.48816原理电路图及引脚排列图INOUT输入选择输出选择可将一个输入信号传至到任选输出通道五、多路开关的扩展实例：用8通道多路开关构成16通道多路开关（2）扩展方法★输入通道:接法不变，只是把2#CD4051的8个通道编号为8—15。★输出通道:把两个CD4051的OUT/IN端并联。通道选择控制管脚C、B、A同名并联

6、，并分别接到D2、D1和D0。★禁止端:用作两个CD4051的选择控制。当D3=0时，1#CD4051工作，2#截止。当D3=1时，正好相反。（1）扩展电路2.1.2采样-保持器（Sample/Hold）采样/保持器的作用使本次采样信号保持不变，给A/D转换器足够时间完成量化和编码工作保证并行通道的各个参数在同一时刻采样，以便于进行数据处理和测量二、采样/保持器的两个工作状态采样：采样／保持器的输出跟随模拟量输入电压保持:输出保持不变，直到再度接到采样命令时为止。工作状态由控制逻辑电平决定3、常用的采

7、样／保持器最常用的采样／保持器有美国AD公司的AD582、AD585、AD346、AD389、ADSHC—85，以及国家半导体公司的LF198/298/398等。下边以LF198/298/398为例，讲一下集成电路S/H的工作原理，其它S/H的原理与它大致相同。（1）LF198/298/398的特点由双极型绝缘栅场效应管构成；采样速度快，保持下降速度慢，精度高；抗干扰能力强；输入信号等于电源电压时，也能保证将输入信号送到输出端；允许与TTL、CMOS、PMOS电路直接相连；（2）LF198/298/3

8、98的原理图图2-6LF198／LF298／LF398原理图P27后页（3）LF198/298/398采样保持器引脚功能①VIN：模拟电压输入②VOUT：模拟电压输出③logic和logicREFRENCE：逻辑及逻辑参考电平，用来控制采样／保持器的工作方式。Logic=高电平，采样状态；Logic=低电平，保持状态；逻辑参考电平logicREFRENCE，一般可接地④OFFSET：偏差调整，可外接电阻调整采样保持器的偏差⑤CH：外接保持电容⑥V+、V-