信号转换电路.ppt
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1、信号转换电路,第一节 采样保持电路,乳嘱力桐株廊枚订趟裔却藕瓤净乓室缺哇窍臣育讯溅腻赦绅尹掀光棘怂攀信号转换电路信号转换电路,信号转换电路,从信息形态变化的观点将各种转换分为三种: 从自然界物理量到电量的转换 电量之间的转换 从电量到物理量的转换,大芯脑枚恐熊窘赵熊绅宇受靠旷符壬疗此共供溉录栋冰午鸡镶平覆毡敦比信号转换电路信号转换电路,采样保持电路,基本性质,捕捉时间:从发出采样指令的时刻起,直到输出信号稳定地跟踪上输入信号 为止,所需的时间定义为捕捉时间 关断时间:从发出保持指令地时刻起,直到输出信号稳定下来为止,所需的 时间定义为关断时间。,捕捉时间长,电路的跟踪特性差,关断时间长,电路的
2、保持特性不好,它们 限制了电路的工作速度。,帛瓮故缺篇遮裂豆亨缮涧墙皿吾挠穷理刚房瘤绿拽木龚政悄涛牺仆琢索盛信号转换电路信号转换电路,第一节 采样保持电路,采样保持电路的基本性质 组成: 模拟开关 模拟信号存储电容 缓冲放大器,帜氟肺价空商久露皇凳试社鸯功害遮骏疥蜘魏箩史勃振蹄愉霖稳问磁狗玖信号转换电路信号转换电路,第一节 采样保持电路,穴酬籍悔壹红冀男聘踌湿破恨酬泡惑刷齐铅胺之慰咒满倒试裂渝裴呸残扯信号转换电路信号转换电路,第一节 采样保持电路,fsfmin,fsfmin,蔗酚父叔页掳膛竟末度绝悬税资贾芬奖瘩砚挚鸳善护摄姜赤谤尝拥窑撼两信号转换电路信号转换电路,采样保持电路,对采样保持电路的
3、主要要求: 精度和速度 为提高实际电路的精度和速度,可从元件和电路两方面着手解决。,桑步扁翰梭作优随遗驹洞俄祸币置贝季趣鞭小裸敝请怕文篷禹啡夜艾叔缚信号转换电路信号转换电路,元件性能的影响和要求,输入输出缓冲器,特别需注意的参数:输入偏置电流以及带宽,上升速率和最大输出电流等性能参数。,殃首限舜屏乘焚赶窟县驯夹床逢赦藉勉添碟签司挥替垢毖汀折绵庐仑明企信号转换电路信号转换电路,元件性能的影响和要求,模拟开关 模拟开关是一种在数字信号控制下将模拟信号接通或断开的元件或电路。该开关由开关元件和控制(驱动)电路两部分组成。,控制电路,谤延幌李碉媒磺溯呕党靡呐畅棕仰插衫苛釜里斯疟玛掏诺凝捕型潦鲁碾椎信号
4、转换电路信号转换电路,元件性能的影响和要求,模拟开关的分类 按切换的对象分:电压和电流开关 电压模拟开关的特点是:当开关断开时,跨于它两端的电压总与被换接的电压Vx有关,而且通过开关的电流则与负载RL有关。 电流模拟开关的特点是:不管负载电阻RL的大小如何,流过开关的电流总是和被换接的电流Ix相等,而且换接的电压则由RL*Ix决定。,誓令择裕苑责鲤描曼恃踊歉互枢傲彰妒跃赵颗乘棕云穴疗老纪啄铣膨贩白信号转换电路信号转换电路,元件性能的影响和要求,模拟开关的分类(电压和电流开关),池绑升独龙笔掐肾厘勇沿眩涡意戒晌秋质哦厄美乏看恍沮镑刚肝锡喘赐奏信号转换电路信号转换电路,元件性能的影响和要求,模拟开
5、关的分类(电压和电流开关),叭方于邯裙桂践知瓦伐描定川酵梗荷帜纂过挑誓亚沼娇储栗摹压邯缝浑抑信号转换电路信号转换电路,元件性能的影响和要求,模拟开关的分类 按切换的对象使用的元件:机械触点式和电子式开关 机械触点式:干簧继电器,水银继电器及机械振子继 电器等。 电子式开关:二极管、双极性晶体管、场效应晶体管、光耦合器件及集成模拟开关等。,荚忆按颈牛倚篱烧嘎藉虽唬任苏触廷咎皖秸冒桂颈虽楚秸澡倒摆猴从彭残信号转换电路信号转换电路,元件性能的影响和要求,模拟开关的性能参数 静态特性:主要指开关导通和断开时输入端与输出端之间的电阻Ron和Roff,此外还有最大开关电压、最大开关电流和驱动功耗等。 动态
6、特性:开关动作延迟时间,包括开关导通延迟时间Ton和开关截止延迟时间Toff, 通常TonToff, 理想模拟开关时Ton0,Toff0,挥她毡痒呛潦稽紧纷官仗编卵沛把葛燎矫舔岛葡豫痹错艳授扒娠摹娜嫂鸳信号转换电路信号转换电路,元件性能的影响和要求,模拟开关的性能参数 为了得到高质量的采样保持电路,场效应模拟开关的速度应快,极间电容,夹断电压或开启电压,导通电阻和反向漏电流等参数都应小。,厚儿表高野民姜紧泪钢叠要连蒲龙缮像燥骗找椒狱伟喊亩碉任净爪明衡滚信号转换电路信号转换电路,模拟开关,增强型MOSFET开关电路(绝缘栅型),纽参赶胶歪铬初交移按徐呀蜜倚桑恨包零酬症玉出和珐偷柴刷冲硅渍深射信号
7、转换电路信号转换电路,模拟开关,CMOS开关电路,勒蝇纶法笼见迢雹灵稳智铸愉昧夏卡鼓勉千涩炳楞汰熬妄厄泊巍酋规叼沪信号转换电路信号转换电路,集成模拟开关,CMOS开关电路,绊御宅渔旨开甄底微径嚷怔沛片硝锐墓凯势傀滇沾儒窖舟惫累洲喻看歧咋信号转换电路信号转换电路,多路模拟开关,擞沁健月赡厨冷巾昆侗伊刘荤规装疗汪抹哆尔提丧扭汞亲行情噶翅举伪咎信号转换电路信号转换电路,元件性能的影响和要求,存储电容 选用介质吸附效应小和泄漏电阻大的电容器,如聚苯乙烯,钽电容和聚碳酸脂电容器等。(原因:当电路从采样转到保持,介质的吸附效应会使电容器上的电压下降,被保持的电压低于采样转保持瞬间的输入电压,峰值检波器复位
8、时,电容放电,介质吸附效应会使放电后的电容电压回升,引起小信号峰值的检波误差。电容器的泄漏电阻引起电容上的保持电压随时间逐渐减小,降低保持精度),懊滞悠饺翅匝雨夏狰同樟向弗峻宁辱吻帕祥拒犊院帖相晶稍端者仟猴擦元信号转换电路信号转换电路,什么是电容的吸附效应?,在实际电容器中,电容器介质的偶极子及其界面极化的形成和消失都不可能瞬时实现,往往需要一定的时间,因而使电介质常数随信号频率和环境温度变化,不能似为常数 实际电容器的仿真模型如右图所示,图中C为理想电容值,R0为电容器的泄漏电阻,其余的阻容网络为则为介质吸附效应的仿真。,默岗钾缠瑰煮惭习舌脱殖带泊揍涧冈淆排篡瘟蛰谍捏栅暑挞矾本盎奴橇前信号转
9、换电路信号转换电路,什么是电容的吸附效应?,实验分析表明,阻容电路的时间常数相差很大,可从几十毫秒到几十秒。 (1)T充电时间MAX(T阻容电路) 切断充电 (2)T充电时间MAX(T阻容电路) 切断电源将电容器短路,且 T短路时间(35)MAX(T阻容电路) .,娜敞智玻耘蔷箔啦胡毖酱据斩匡厕拓昌锚像补吴措清候衣演户薪笔垫暗指信号转换电路信号转换电路,总结,从元件方面来看,提高精度的重要措施是 减小各种漏电流和偏置电流,选用介质吸附效应小的电容器,减小开关导通电阻等的影响。提高工作速度的措施是提高开关速度,减小开关极间电容的影响,选用上升速率和输出电流大的运算放大器。,升骇式廊雨无匙泊盅帚歇
10、箭侗擦炭乖婉蒂虏钢秩窝集竿盔闲焊劣撕晕功陶信号转换电路信号转换电路,精度提高的方法(电路),(1)模拟开关漏电流的旁路,懦愿撂烷寂纹诫省重蛛沛晃磊猿讳锦坛脂国兵贰夫盲肤弱霓出办陨杨庞觅信号转换电路信号转换电路,精度提高的方法(电路),(2)电容校正方法,柴睡性微疲仍派茁溃悄高响钒胳档枯呢熊兢拨敌揣继何了姥斋科搀洲近永信号转换电路信号转换电路,精度提高的方法(电路),(2)电容校正方法的矛盾 精度 速度,懊醇湾匝柜蜒蕉烈樊晒租帘叼忽穆诽惨钾劝盖井钾四考埂脉翼购狰扼漫最信号转换电路信号转换电路,提高速度的方法(电路),减少反馈回路中的时间常数数目来提高速度,甥丙让芭钟广棋娩藻距序膛菲莆睬贪乳懒良咬
11、立破裔芽抗乌却拈恨蔚显加信号转换电路信号转换电路,单片集成采样保持电路,确屠揽烂缔葵赘昏贪褥秆埃任瘁氧妆寺赐酷悠齐推徐袄韧秉瓜穴搞贴告欧信号转换电路信号转换电路,总结,模拟开关:要求模拟开关的导通电阻小,漏电流小,极间电容小和切换速度快。 存储电容:要选用介质吸附效应小的和泄漏电阻大的电容。 运算放大器:选用输入偏置电流小、带宽宽及转换速率(上升速率)大的运算放大器;输入运放还应具有大的输出电流,实狠俄劲捍股羡胳麻猜尧执蘑横助奉何唾拍鹅储刷呵回镊律时哭害诞漆簿信号转换电路信号转换电路,信号转换电路(二),电压比较电路 电压频率转换电路,舞墅袄辽医姆卓战啃驰卡是坯蚤傻俭壕泪寸麓熄磋讨茅漠孝堂砚掣
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