《模拟信号处理技术》PPT课件

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1、3.1模拟多路开关3.2测量放大器3.3程控增益放大器3.4采样/保持器3.5有源滤波器在构成数据采集系统时，往往需要同时使用多个传感器对多路信号进行采集。如果一个传感器对应使用一个模拟数字转换器(ADC)，显然将使系统成本大大增加。通常的办法是使几个传感器多路复用一个公共的ADC。具体可采用如下复用方式：(1)选用具有多路模拟输入通道的A/D转换器。如0808／0809A/D转换器本身就有8个模拟输入通道。此时不需外加电路就可实现多路输入，简单易行；(2)采用A/D转换器本身的扩展端实现模拟输入通道的扩展。例如ADC0816就具有外部通道扩展功能。(3)采用专门的模拟多路开关扩展输入

2、通道。第三种方法灵活性最好，是最为常用的方法。3.1模拟多路开关1.机械式多路开关单纯机械结构式多路开关在现代数据采集系统中已经很少使用。一、工作原理：3.1模拟多路开关2.电磁式多路开关电磁式多路开关主要是指干簧继电器、水银继电器和机械振子式继电器等。其中干簧继电器体积小、切换速度快、噪声小、寿命长、最适合模拟量输入通道中使用。干簧继电器的工作频率一般可达10～40次／秒，断开电阻大于1MΩ，导通电阻小于50毫欧，使用寿命可达1亿次。吸合和释放时间约1ms，不受环境的温度影响，而且输入电压，电流容量大，动态范围宽。其缺点是体积大(与电子开关相比)，工作频率低，在通断时存在抖动现象，因

3、此一般用于低速高精度检测系统中。一、工作原理：3.1模拟多路开关与电磁式开关相比，模拟电子开关具有切换速度高、无抖动、易于集成的优点，但是导通电阻一般较大，输入电压、电流容量较小，动态范围很有限。常用的模拟电子开关有4种。一、工作原理：3.电子式开关3.1模拟多路开关一、工作原理：（1）晶体管开关3.电子式开关工作原理：优点：开关速度快。缺点：①漏电流大，开路电阻小，导通电阻大。②电流控制器件，功耗大，集成度低，一个方向传送信号。3.1模拟多路开关+15V+15VT1T1T8T8...通道选择1通道选择8Ui1UC8UC1Ui8R11R2118R28RUo模拟信号1模拟信号8一、工作原

4、理：（2）光电耦合开关3.电子式开关将发光二极管与光敏晶体管或光敏电阻封在一起即可构成光电耦合开关，又叫最佳隔离开关。3.1模拟多路开关UiUccUo反相一、工作原理：（2）光电耦合开关3.电子式开关这种开关由于采用光电转换方式进行开关信号传送，故速度和工作频率属中等，但其控制端与信号通道的隔离较好，耐压高。由于其利用晶体管的导通和截止来实现开关的通和断，因此也存在残留失调电压和单向导电情况；如果以光敏电阻代替光敏三极管，则可实现双向传送，但光敏电阻的阻值分散性大，反应速度也较低，因此这类开关多用于要求隔离情况良好但传输精度不高的场合，也常用于输出通道中需通道隔离的场合。3.1模拟多路

5、开关一、工作原理：（3）结型场效应管开关3.电子式开关工作原理：优点：工作速度快；导通电阻小（约5～100欧）；断开电阻大（一般10兆欧以上）；具有双向导通的功能。缺点：为分立元件，需专门的电平转换电路驱动，使用不方便。3.1模拟多路开关...T1T1T8T8Ui1Ui8UC1UC8通道选择1通道选择8UoR1828R11R21R一、工作原理：（4）CMOS场效应管开关3.电子式开关绝缘栅场效应管分为PMOS、NMOS和CMOS三种类型，最常用的是CMOS场效应管。其导通电阻随信号电压波动小。这是一种应用最普遍的模拟开关。它能克服单沟道场效应管开启电阻随输入电压变化而变化的缺点。CMO

6、S开关具有较其它电子开关明显的特性好，成本低等优点，目前常用的集成模拟开关大多采用了CMOS工艺。3.1模拟多路开关一、工作原理：（4）CMOS场效应管开关3.电子式开关8路P沟通绝缘栅场效应管多路开关的工作原理与结型场效应管多路开关类似。请同学们自己分析。优点：开关切换速度快，导通电阻小，且随信号电压变化波动小；易于和驱动电路集成。缺点：衬底要有保护电压。3.1模拟多路开关+4V+4V-20V-20VT1T1T8T8R11R21R18R28UoUi1UC1Ui8UC8...一、工作原理：4.集成电路开关集成电路开关是将多路开关、计数器、译码器制造在一个芯片上。工作原理：设选择第1路输

7、入信号，则计算机输出一个4位二进制码，把计数器置成0000状态，经4-16线译码器后，第1根线输出高电平，场效应管T1导通，UO=Ui1，选中第1路信号。3.1模拟多路开关1231516......四-十六线译码器四位计数器T1T2T3T15T16U0Ui3Ui2Ui1Ui15i16U计数23222120............二、模拟多路开关的主要技术指标Ron：导通电阻；Ronvs：导通电阻温度漂移；Ic：开关接通电流；Is：开关断开时的泄