微型计算机控制技术第二章课件2nn摘要.ppt

2.7.2.3 ∑-△A／D转换器 图2．59 一阶∑-△A／D转换器原理图 图2．60 一阶∑-△调制器波形图 2.7.2.4 电压／频率变换器(VFC)作A／D转换器 VFC是把电压变换为频率的装置，其输出为脉冲形式，如锯齿波、方波、尖脉冲等。 (1)VFC的基本原理 VFC有四种基本结构：积分复原式、电荷平衡式、交替积分式和电压反馈式。其中使用最多的是电荷平衡式，其电路原理如图2.61(a) 所示。 (2.17) (2)VFC作A／D转换器 图2．62 用VFC构成A／D转换器 输入电压加到VFC上产生频率与VIN成正比的脉冲序列，该脉冲序列通过门电路由计数器测定规定时间内的脉冲数，若额定测定时间为Ts， (2.18) 2．7．3　逐次逼近式A/D转换器及其接口 2．7．3．1 A/D转换器的主要技术指标 1.模／数转换器的主要技术指标 (1)分辨率：分辨率通常用数字量的位数来表示，如8位、10位、12位、16位等。 (2)量程：A／D转换器能转换的模拟电压的范围。 (3)精度：分为绝对精度和相对精度。 (4)转换时间：完成一次完整转换所需要的时间。 (5)输出逻辑电平：输出数据的电平形式和数据输出方式(如三态逻辑和数据是否锁存)。 (6)工作温度范围：A/D转换器在规定精度内允许的工作温度范围。 (7)对基准电源的要求：基准电源精度对A/D转换器精度有重大影响，因此应加以考虑。 2．7．3．2 模拟量输入通道设计中应考虑的问题 模拟量输入通道是计算机控制系统的信号采集通道，从信号的传感、变换到计算机输入，必须考虑信号拾取、信号调节、A／D转换、电源配置和防止干扰等问题。 1．信号的拾取方式 (1)通过敏感元件拾取被测信号 (2)通过传感器拾取被测信号 (3)通过测量仪表拾取被测信号 2．信号的调节 在模拟量输入通道中，信号调节的任务是将传感器信号转换成满足A／D电路要求的电平信号。 3．模／数转换方式的选择 模拟量输入通道的模／数转换方式有A／D转换电路和V／F变换方式，V／F变换方式将信号电压变换为频率量，由计算机或计数电路计数来实现模拟量转化为数字量。 4．电源配置 信号拾取时，要考虑对传感器的供电，对于不同的信号调节电路中的芯片，一般会提出对电源的要求，必须很好地解决电源问题。 5．抗干扰措施 2．6．3．3　8位D/A转换器 模拟量输出通道不论采用何种结构形式，总是需要解决D／A转换器与计算机的接口问题。 D/A转换器要求输入在一定时间内保持稳定，它采用的二进制数据输入方式有并行和串行两种形式。 1．普通型D/A转换器――DAC0832 DAC0832内部结构：DAC0832转换器是一种电流输出型D／A转换器，其内部具有两级输入数据缓冲器和一个R-2RT型电阻网络。 引脚功能 DAC0832的技术指标 1. DAC0832内部结构 图2-3 DAC0832原理框图 在使用时，可以通过对控制管脚的不同设置而决定是采用双缓冲方式(两级输入锁存)，还是用单缓冲方式（只用一级输入锁存，另一级始终直通），或者接成完全直通的形式。 2. 引脚功能 DAC0832芯片为20引脚，双列直插式封装。其引脚排列如图2-4所示。 （1）数字量输入线D7~D0（8条） （2）控制线（5条） （3）输出线（3条） （4）电源线（4条） 图2-4 DAC0832引脚图 3. DAC0832的技术指标 DAC0832的主要技术指标： （1）分辨率 8位 （2）电流建立时间 1μS （3）线性度（在整个温度范围内）8、9或10位 （4）增益温度系数 0．0002％ FS/℃ （5）低功耗 20mW （6）单一电源 +5 ~ +15V 因DAC0832是电流输出型D/A转换芯片，为了取得电压输出，需在电流输出端接运算放大器，Rf为运算放大器的反馈电阻端。运算放大器的接法如图2-5所示。 运算放大器接法 返回本节 1. 单极性输出 在需要单极性输出的情况下，可以采用图2-6所示接线。 图2-6 单极性DAC的接法 2. 双极性输出 在需要双极性输出的情况下，可以采用图2-7所示接线。 图2-7 双极性DAC的接法 2．电压输出型D/A转换器――AD558 图2.45 AD558原理电路图 图2.46 输出量程选择连接图 3．多通道D/A转换器――AD7226 图2.47 AD7226电路原理图 表2.8 AD7226真值表 AD7226控制输入 操 作 A1