电气测试技术第3版 教学课件 作者 林德杰 6.8 AD转换原理、器件及应用.ppt

《电气测试技术第3版 教学课件 作者 林德杰 6.8 AD转换原理、器件及应用.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、6.8A/D转换原理、器件及应用6.8.1双积分式A/D转换原理、器件及应用6.8.2逐位逼近式A/D转换原理、器件及应用6.8.3U/F转换原理及常用器件6.8.4A/D转换器的一般选择原则6.8.1双积分式A/D转换原理、器件及应用微机或数字仪表输出的数字量必须转换成模拟量输出，才能送给模拟执行机构去实现控制。完成模拟量到数字量的转换器件称为模数转换器，简称A/D转换器。根据转换原理，A/D转换可分为两大类：直接变换型和间接变换型。直接变换型将输入的模拟电压直接转换成数字代码；间接变换型将输入模拟电压转换成中间变量（如，时间、频率、脉冲宽度等），然后，把中间变量转换成数字代码。双各分式

2、A/D转换采用间接转换技术，其原理框图见图6-42。其转换过程简述如下：首先，逻辑控制器发出t0脉冲，清零计数器和寄存器，同时断开S1~S3和S4、S5闭合，积分电容放电至零电荷。逻辑控制器发出t1脉冲，S2~S5断开，S1闭合，对被测电压UX进行积分。同时令计器开始对f0定时计算。积分器输出电压U0为：当计算器溢出时，积分时间为T1，T1为定值。此称为采样阶段，见图6－42。图6-42双积分式A/D转换原理框图双积分式A/D转换原理：逻辑控制器发出t2脉冲令计数器和寄存器清零，S1和S3~S5断开。积分器对基准电压UN积分。同时令计数器又开始计数。积分器输出电压为：当积分器输出过零时，逻

3、辑控制器令计数器停止计数。此为测量阶段。此阶段时间T2为，见图6-42。由于积分器由零开始积分又回到零，因此，由式（6-32）和式（6-33）得：设T1期间计数器计数值为N1；T2期间计数值N2；时钟脉冲频率为f0，则N1=T1f0，N2=T2f0，代入式（6-34）得：由上式可见，N2正比于被测电压Ux在一个周期内的平均值。由上式可见，若采样时间是交流干扰信号周期的整数倍，双积分A/D转换器对干扰信号具有无穷大的抗干扰能力。这是双积分式A/D的突出优点，其缺点是转换时间较长，一般大于40ms，不适用于被测信号频率较高的场合，而对于直流或缓变信号，得到广泛应用。双积分式A/D转换器件及应用

4、双积分式A/D转换芯片的品种很多。BCD码输出的常用芯片有：位有MC14433（CC14433、5G14433）；位有ICL7135（CH7135、TSC7135、5G7135）和CH295；位有CC7555等。二进制码输出的常用芯片有ICL7109（12位）和ICL7104（16位）等。以上芯片能方便地与单片机接口组成智能化仪表。此外，还有许多带BCD-七段译码、驱动功能的芯片，其输出可直接驱动LED或LCD显示，简化了硬件电路，其中，位有ICL7106/7107/7136；位的有ICL7129等。这类芯片不便与微机接口，但是，与LED或LCD组成数字电压表却具有线路简单、工作可靠的突出

5、优点。1.MC14433A/D转换器国产型号是5G14433，是广泛使用的最典型双积分A/D转换器。具有抗干扰能力强，精度高（相当于11位二进制数），自动校零，自动极性输出，自动量程控制信号输出，动态字位扫描BCD码输出，单基准电压，外接元件少，价格低廉等特点。MC14433为24脚双列直插式，其引脚功能，见图6-43。图6-43MC14433引脚功能图6-44MC14433外部电路和典型连接图6-45位数字电压表原理图6-46是MC14433与8031单片机的接口电路2.MC7135A/D转换器国外产品有ICL7135、5G7135、AD7135、CH7136、TSC7135等，可以互换

6、使用。是目前国内市场上广泛流行的单片集成位双积分式A/D转换器。具有精度高（相当于14位二进制数），自动校零，自动极性输出，动态字位扫描BCD码输出，单基准电压，自动量程控制信号输出，输入阻抗高，价格低廉等特点。因此得到广泛的应用。图6-47为5G7135的外引脚功能图。图6-475G7135引脚功能图6-49MC7135外接时钟电路图6-48MC7135外部连接3.ICL7106A/D转换器ICL7106是美国哈里斯（Harris）公司生产的双积分式位A/D转换器，其它公司生产的7106产品可以互换使用。7106内含位A/D转换器、BCD-7段译码器、时钟电路、参考电压和LCD驱动电路，

7、因此可直接和液晶显示器相连。7106的量程为2.000V或200mV，可根据需要选择。7106是40脚双列直插式封装，其引脚功能见图6-52a。图6-52ICL7106引脚功能及与LCD接法4.ICL7107A/D转换器ICL7107也是双积分型位A/D转换器，它具有A/D转换、BCD—七段译码和驱动、锁存功能。它与ICL7106基本相同。不同之处如下：1）7106一般用单电源（+9V），7107一般用双电源（多为±5V