模擬量輸入通道

1、第3章 模擬量輸入通道v 1.1.模擬量輸入通道的結(jié)構(gòu)組成模擬量輸入通道的結(jié)構(gòu)組成v 2.2.電流電流/ /電壓變換電路電壓變換電路v 3.CD40513.CD4051結(jié)構(gòu)原理圖結(jié)構(gòu)原理圖v 4.4.多路模擬開(kāi)關(guān)的擴(kuò)展電路多路模擬開(kāi)關(guān)的擴(kuò)展電路v 5.5.放大電路放大電路v 6.6.前置放大器前置放大器v 7.7.信號(hào)的采樣過(guò)程信號(hào)的采樣過(guò)程v 8.采樣保持器v 9.集成采樣保持器v 10.逐位逼近式A/D轉(zhuǎn)換原理圖v 11.雙積分式A/D轉(zhuǎn)換原理圖v 12.電荷平衡式V/F轉(zhuǎn)換原理v 13. ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳v 14. ADC0809的轉(zhuǎn)換時(shí)序v 15.查詢(xún)方式讀A/D轉(zhuǎn)換數(shù)v

2、16.定時(shí)方式讀A/D轉(zhuǎn)換數(shù)v 17.AD574A原理框圖及引腳v 18.AD574A的輸入信號(hào)連接方法v 19.8路12位A/D轉(zhuǎn)換模板電路v 20.8路數(shù)據(jù)采集程序框圖傳感變送器信號(hào)調(diào)理多路模擬開(kāi)關(guān)前置放大器采樣保持器轉(zhuǎn)換器接口邏輯電路過(guò)程參數(shù)PC總線圖 3-1 模 擬 量 輸 入 通 道 的 結(jié) 構(gòu) 組 成A/D圖3-1 模擬量輸入通道的結(jié)構(gòu)組成圖3-2 電流/電壓變換電路-+A2R1RVI(a) 無(wú)無(wú) 源源 I I/ /V V變變 換換 電電 路路(b ) 有有 源源 I I/ /V V變變 換換 電電 路路圖圖 2-2 電電 流流 / /電電 壓壓 變變 換換 電電 路路+3R5R4

3、R2R1RIDCCV+-+ 5V 圖3-3 CD4051結(jié)構(gòu)原理圖圖2 -3 CD4051結(jié)構(gòu)原理圖0S2S3S4S5S6S7S1S動(dòng)動(dòng)驅(qū)驅(qū)碼碼譯譯換換轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)平平電電ABCINHmS圖3-4 多路模擬開(kāi)關(guān)的擴(kuò)展電路D3D2D1D0動(dòng)驅(qū)碼譯動(dòng)驅(qū)碼譯換轉(zhuǎn)平電換轉(zhuǎn)平電0S2S3S4S5S6S7S1S8S10S11S12S13S14S15S9SABCmSABCmS圖2-4 多路模擬開(kāi)關(guān)的擴(kuò)展電路INHINH圖3-5 放大電路 VIVO1R2R圖 2-5 放大電路VIVO1R2R(a)同相放大UsUs(b)反相放大圖3-6 前置放大器-+3A2A1A1R2RSR1R2RSR-NIVGRNIV+負(fù)負(fù) 載載(

4、 外 接 )外外 接接 地地TUOV( 外 接 )( a ) 經(jīng) 典 的 前 置 放 大 器3A2A-NIVN負(fù)負(fù) 載載( 外 接 )外外 接接 地地TUOV( b ) 可 變 增 益 放 大 器1 6 K1 6 K1 6 K1 6 K2481 63 26 41 2 82 5 68 0 K2 6 .6 7 K1 1 .4 3 K5 .3 3 K2 .5 8 K1 .2 7 K3 1 4 6 3 0 圖圖 2 - 6 前 置 放 大 器器-+1AIV+圖3-7 信號(hào)的采樣過(guò)程0t0T 2T 3Tt采 樣 器y( t )*y( t )*y( t )y( t ) T圖2-7 信 號(hào) 的 采 樣 過(guò)

5、程INV1A2AHCOUTVSOUTVINVtt圖 2-8 采 樣 保 持 器 路電理原) a (性波作工) b(采 樣保 持 圖3-8 采樣保持器圖39 集成采樣保持器反 饋 電 壓D / A轉(zhuǎn) 換 器VIN比 較 器控 制 時(shí) 序 和邏 輯 電 路逐 位 逼 近 寄存 器 (SAR)數(shù) 字 量輸 出鎖 存 器啟 動(dòng)CLK模 擬 量輸 入VOVCD0圖圖 2-9 逐逐 位位 逼逼 近近 式式A/D轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 換換 原原 理理 圖圖 D1D2D3 圖3-10 逐位逼近式A/D轉(zhuǎn)換原理圖 NIV源電準(zhǔn)基輯邏制控器分積器較比鐘時(shí)器數(shù)計(jì)入輸擬模始開(kāi)換轉(zhuǎn)束結(jié)換轉(zhuǎn)出輸量字?jǐn)?shù)0D1-nD定固率斜1T2T間時(shí)分積

6、定固壓壓電電入入輸輸于于比比正正2T和和1T關(guān)開(kāi)圖框成組路電)a(理原分積雙)b(圖理原換轉(zhuǎn)D/A式分積雙10 2圖圖3-11 雙積分式A/D轉(zhuǎn)換原理圖 V0積分器 輸出 定時(shí)脈沖（開(kāi)關(guān)S 狀態(tài)） Vfo 頻率輸出 （三極管 T狀態(tài)）ttt S閉和S斷開(kāi) T截止T導(dǎo)通T1T反充電充電(b) 波形圖 圖3-12 電荷平衡式V/F轉(zhuǎn)換原理圖3-13 ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳 ALEC.B.ASTARTEOCOEDO7DO0圖2-12 ADC0809的轉(zhuǎn)換時(shí)序 圖3-14 ADC0809的轉(zhuǎn)換時(shí)序VIN0VIN1VIN7VIN6VIN5VIN4VIN3VIN2三態(tài)輸出鎖存緩沖器DO0DO1DO2

7、DO3DO4DO6DO5DO7地址鎖存 與譯碼ABCALEOECLOCKSTARTADC08098路A/D轉(zhuǎn)換器 138譯碼器ABCGAGBG1A0A1A2D0D7D6D5D4D3D2D1IOWIORAENA7A6A5A4A3PC總線Y0Y1EOCPAPB12602(1)02(2)02(3)圖 3-15 查詢(xún)方式讀A/D轉(zhuǎn)換數(shù)圖3-15 查詢(xún)方式讀A/D轉(zhuǎn)換數(shù)圖3-16定時(shí)方式讀A/D轉(zhuǎn)換數(shù) VIN0VIN1VIN7VIN6VIN5VIN4VIN3VIN2三態(tài)輸出鎖存緩沖器DO0DO1DO2DO3DO4DO6DO5DO7地址鎖存 與譯碼ABCALEOE640KHzCLOCKSTARTADC08

8、09 138譯碼器ABCGAGBG1A0A1A2D0D7D6D5D4D3D2D1IOWIORAENA7A6A5A4A3PC總線Y0Y18路A/D轉(zhuǎn)換器PA02(1)02(2) 圖 3-17 AD574A原理框圖及引腳 圖 3-18 AD574A的輸入信號(hào)連接方法1081213149AD574AAD574A1081213149零點(diǎn)調(diào)整12V+100kREF OUTREF INBIP OFFBIP OFF量程調(diào)整12V_ 0 0 10V輸入10V輸入(a)(b)001100k00120VININ10VIN10V20VIN001001單極性單極性雙極性雙極性圖 圖 2-14 AD574A的輸入信號(hào)連接方法的輸入信號(hào)連接方法量程調(diào)整零點(diǎn)調(diào)整0 0 20V輸入0V輸入-5 -5 +5 V輸入V輸入-10 -10 +10V輸入V輸入AGNDAGNDPAPAPAPBPBPCPCPCPCPCPCPC7307065432108255APC總線STSDDDDCECSR/CDGND12/8 VLOGICBIFOFFREFINREFOUTAD574A10VINAGNDA0+15V-15VLF398