[工学]第6章 信号转换电路-《测控电路第4版》张国雄

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1、测控电路《测控电路》教材编写组2021/7/3电压比较电路：模拟-开关信号的转换电压电流转换电路电压频率转换电路采样保持电路6.信号转换电路模拟数字转换电路2021/7/36.1电压比较电路6.1.1电平比较电路（一）差动比较电路-1+1#uiUoURuiURa）电压比较器符号b）电压比较器特性电压比较器是一种电压-开关信号转换器。一种将电压信号离散化电路2021/7/36.1电压比较电路6.1.1电平比较电路（二）求和比较电路（阈值可变）优点：阈值可变缺点：振铃现象∞-++uiUoUR1R2RΣURuiun电平比较器的“振铃”现象Uo202

2、1/7/36.1电压比较电路6.1.2滞回比较电路不同方向变化不同阈值a)电路原理图b)传输特性uiUoU1OU2-1+1#uiUoURRR2R16.1电压比较电路6.1.2滞回比较电路-1+1#uiUoURRR2R1VS2VS3电压比较器是一种带正反馈的运算放大器，以提高转换速率，消除振铃现象，可以通过钳位以获得所需电平开关信号2021/7/36.1电压比较电路6.1.3窗口比较电路单方向多个阈值ui“1”“0”OUUR2UR1Uo-1+1#&-1+1#uiVSR1RPR2Uo1Uo2UoUZN2N1UR2UR1E6.2.1电流/电压转换电路6.2电压电流转换电路

3、R1∞-++NuoR2Rsisi（一）反相输入型要求电流源is的内阻Rs必须很大，is需远大于运算放大器偏置电流6.2电压电流转换电路6.2.1电流/电压转换电路（二）同相输入型R2∞-++NuoR1R3R4iui6.2电压电流转换电路6.2.2电压/电流转换电路ioR4R7+RLR4∞-++NV2R5R1R3V1R2R6R7uNuPuiUb+ER1=R2，R3=R4RL要求：（1）输出电流只与输入电压有关，与负载基本无关；（2）能够输出所需较大电流。6.2电压电流转换电路6.2.2电压/电流转换电路RLuiio输出电流不仅与输入电压有关，而且与负载有关不能输出所

4、需较大电路ioRLuiRRRL2021/7/36.3电压频率转换电路6.3.1V/f转换电路定义：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，故又称为电压控制(压控)振荡器(VCO)。应用：在调频（电压调频），锁相和A/D变换等许多技术领域得到非常广泛的应用。指标：额定工作频率和动态范围，灵敏度或变换系数，非线性误差，灵敏度误差和温度系数等6.3电压频率转换电路6.3.1V/f转换电路(一）积分复原型ui越高uC越快达到uP电平，比较器翻转越快V∞-++N2-ER3R4R5R6R7R8R9uCuPVS1

5、VS2VS3uo-U比较器复原开关∞-++N1R2uiR1C积分器2021/7/36.3电压频率转换电路(一）积分复原型6.3.1V/f转换电路OU1U2uoT1T2tuCU2U1ttOOuPV∞-++N2-ER3R4R5R6R7R8R9uCuPVS1VS2VS3uo-U比较器复原开关∞-++N1R2uiR1C积分器2021/7/3(二）电荷平衡型6.3电压频率转换电路6.3.1V/f转换电路uouot1tuCtOOt0∞-++N1∞-++N2SuiRIS单　稳定时器uCiURC（1）线性好；（2）易于集成许多频率解调电路都属于f/V转换电路6.3电压频率转换电路6.

6、3.2f/V转换电路uo单稳态触发器低通滤波器uiUsˊ2021/7/36.3.1f/V转换电路集成f/V转换器6.3电压频率转换电路无信号输入：U1＝0，U2＝0保持Q=0，S1接地，V2导通uoRS触发器-+输入比较器uiRtCtRLIsCLRS45678123SR+U-+定时比较器RdCdR1R2R2RV2u6U1U2u5U-U7S1S1V1QQui前沿负脉冲：U1＝1，U2＝0置位Q=1，S1接通，CL充电，V2截止，Ct充电,u5=uCt≥U-=2U/3,U2＝1,u6>U7,U1=0,Q=06.3电压频率转换电路6.3.1f/V转换电路集成f/V转换器每输

7、入一个脉冲，is对CL充电一次充电时间等于Ct电压uCt从零上升到U-=2U/3所需时间RS触发器-+输入比较器uiRtCtRLIsCLRS45678123SR+U-+定时比较器RdCdR1R2R2RV2u6U1U2u5U-U7S1uoS1V1QQ数字信号具有抗干扰能力强，便于传输、长期存储、分辨率高、能进行复杂的运算等优点。为了将模拟信号转换成数字，首先要进行采样。这种电路用于一切需要对输入信号瞬时采样和存储的场合，如自动补偿直流放大器的失调和漂移等，最常见的是应用于快速数据采集系统，以保持输入信号在采样过程中不变。当系统有多个模拟信号时，为了采得