多路模拟开关.
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17
2. AD585
(3) 应用— 一倍增益采样保持电路
18
1. 放大电路原理
用途：
传感器输出电压信号一般较弱，后面需接放大器电路， 与AD转换器所需电平极性匹配，充分利用AD精度； 阻抗变换，隔离后面的负载对传感器影响，充分抑制 共模干扰； 要求：高输入阻抗、高共模抑制比、低失调与漂移、 低噪声及高闭环增益稳定性等。
s2 H ( s) 2 2 s s( w0 / Q) w0
26
1. 概述
(1) 存储器功能：具有记忆功能的部件，用来存放
数据和程序
(2) 存储器分类
1) 2) 3) 4) 按在系统中的作用 按存储介质 按存储方式 按信息的可保存性
27
(2) 存储器分类—1) 按在系统中的作用
主存储器(主存)
存放暂时不参与运 行的和永久性保存 的程序、数据和文 件。需要时批量与 主存交换。 容量大、价格低、 存取速度较慢、设 置于主机外部部 （外存储器）
28
(2) 存储器分类—2) 按存储介质
a. 半导体存储器：半导体作为存储介质。 b. 磁存储器： 非磁性或塑料材料做基底，表面涂敷高磁导率 和硬矩磁材料的磁面，用磁层的两种剩磁状态 记录1和0；容量大，价格低，广泛用于辅存。 c. 光盘存储器： 有机玻璃做基底，表面涂敷记录介质；存储密 度高，容量大，易于更换，存储速度慢。
辅助存储器(辅存)
高速缓冲存储器 （缓存） 存放当前正在执行 的部分程序或数据， 向CPU快速提供马 上要执行的指令或 数据。位于CPU和 主存之间，速度可 与CPU匹配，存取 时间快，容量较小
存放当前运行时 所需要的程序和 数据，以便向 CPU快速提供信 息。 存取速度快、容 量较小，价格较 高，设置于主机 内部（内存储器）
AD公司AD7501 AD7503 RCA公司CD405 MOTA公司MC14051
6
2. AD7501
(1) 逻辑结构 3个地址线 A3 A2 A1 使能端EN 8路输出S1，S2，……,S8
7
(2) 性能参数
CMOS工艺制造
单路8选1模拟多路转换器 16引脚DIP封装 电源：+/-15V 功耗：300uW
保持电容、逻辑输入控制的开关电路、输入输出缓
冲放 大器等。
10
(4) 工作过程
采样模式期间，输入控制开关闭合，A1的输出给
电容快速充电；
保持模式期间，输入控制开关断开，A2输入阻抗
高，源自文库容器保持充电时的最终值不变
11
(5) 性能参数
孔径时间：从保持命令发出到开关完全断开所需时
间，也即开关从闭合状态到断开状态的过渡时间。
19
1. 放大电路原理—(1) 同相串联差动放大器
R1 R4 R2 R3
U i 2 (1 R2 / R1 )U i1 Uo R4 U i 2 R3 R4 1 U i 2 U i1 R3
20
1. 放大电路原理—(2) 同相并联差动放大器
22
1. 滤波
2. 滤波器分类：
高通滤波器
低通滤波器
带通滤波器
带阻滤波器
全通滤波器
23
3. 滤波芯片Maxim MAX260
1) 结构
24
3. 滤波芯片Maxim MAX260
2) 特性
配有滤波器设计软件，带微处理器接口；
可控制64个不同的中心频率，128个不同的品质
因数和4种工作模式；
对中心频率和品质因数可独立编程；
开关接通电阻：170欧
开关接通、断开时间：0.8us
DIP:Dual In-line Package， 双列直插 式封装
8
(3) 应用：两片AD5701实现16通道开关
9
1. 概述
(1) 采样/保持电路
A/D转换时使输入信号保持不变的电路，对数据采集
系统精度有决定性影响。 (2) 运行模式 采样模式+保持模式，由数字控制输入端选择 (3) 构成
1
6.1 多路模拟开关
6.2 采样/保持电路 6.3 信号放大电路 6.4 MAX滤波芯片 6.5 存储电路 6.6 显示电路
2
(1) 用途 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。 (2) 构成 多路模拟一般由开关元件和控制（驱动）电路 两部分组成。 开关元件
捕捉时间：从采样命令发出到采样/保持器的输出
由上次保持值达到输入信号的当前值所需时间。
保持电压的衰减率：保持模式状态下，由于保持电
容的漏电和其他杂散漏电流引起的保持电压衰减
的速率。
12
(4) 结构形式
1) 多通道公用S/H和A/D
特点：完成一次AD变换后，要等到下一次采样命令到 达，并是保持电容上的电压跟踪到当前输入信号的值 后，才能再次启动AD变换器。速度慢，易引起各通
Uo1 Ui1 IR1 ,Uo2 Ui 2 IR2 , I Ui1 Ui 2 / R7
R1 R2 R5 U o 1 Ui 2 U i1 R7 R3
21
2. AD620集成仪表放大器
(1) AD620原理
(2) AD620基本放大电路
15
2. AD585
(1) 结构
单片采样保持放大器，由高性能运算放大器、低漏
电模拟开关和场效应管放大器构成。
16
2. AD585
(2) 性能
采样时间：3us 泄漏速率：1mV/ms； 失调电压：3mV； 外部温度：-55~+125度；
片内保持电容、片内匹配电阻；
电源： ±12V或±15V； 可表贴。
控制电路
3
(3) 开关元件——重要部件
机电开关：干簧继电器
湿式水银继电器
电气特性理想 速度偏慢 体积偏大
固体开关：双极型晶体管
场效应管
CMOS集成模拟开关
体积小 速度快 导通电阻小
4
(4) CMOS集成模拟开关
性能指标：通道数目
开关电阻
漏电流——漏级电路
输入电压
分类：多输入单输出
单输入多输出
5
(5) 常用芯片
道相位误差
13
(4) 结构形式
2) 多通道公用A/D
特点：启动采样后，各通道并行进行采样，然后由
多路开关轮流选通并进行AD变换。不必考虑采样
/保持器的捕捉时间。
14
(4) 结构形式
3)多通道分别采用S/H和A/D
特点：各通道分别采用S/H和A/D，适用于高速多
通道数据采集系统和各通道同时采集数据的系统。
时钟频率域中心频率比值精度可达1%；
25
3. 滤波芯片Maxim MAX260
3) 传递函数
低通滤波器传递函数
2 w0 H ( s) 2 2 s s( w0 / Q) w0
带通滤波器传递函数
s( w0 / Q) H ( s) 2 2 s s( w0 / Q) w0
高通滤波器传递函数
2. AD585
(3) 应用— 一倍增益采样保持电路
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1. 放大电路原理
用途：
传感器输出电压信号一般较弱，后面需接放大器电路， 与AD转换器所需电平极性匹配，充分利用AD精度； 阻抗变换，隔离后面的负载对传感器影响，充分抑制 共模干扰； 要求：高输入阻抗、高共模抑制比、低失调与漂移、 低噪声及高闭环增益稳定性等。
s2 H ( s) 2 2 s s( w0 / Q) w0
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1. 概述
(1) 存储器功能：具有记忆功能的部件，用来存放
数据和程序
(2) 存储器分类
1) 2) 3) 4) 按在系统中的作用 按存储介质 按存储方式 按信息的可保存性
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(2) 存储器分类—1) 按在系统中的作用
主存储器(主存)
存放暂时不参与运 行的和永久性保存 的程序、数据和文 件。需要时批量与 主存交换。 容量大、价格低、 存取速度较慢、设 置于主机外部部 （外存储器）
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(2) 存储器分类—2) 按存储介质
a. 半导体存储器：半导体作为存储介质。 b. 磁存储器： 非磁性或塑料材料做基底，表面涂敷高磁导率 和硬矩磁材料的磁面，用磁层的两种剩磁状态 记录1和0；容量大，价格低，广泛用于辅存。 c. 光盘存储器： 有机玻璃做基底，表面涂敷记录介质；存储密 度高，容量大，易于更换，存储速度慢。
辅助存储器(辅存)
高速缓冲存储器 （缓存） 存放当前正在执行 的部分程序或数据， 向CPU快速提供马 上要执行的指令或 数据。位于CPU和 主存之间，速度可 与CPU匹配，存取 时间快，容量较小
存放当前运行时 所需要的程序和 数据，以便向 CPU快速提供信 息。 存取速度快、容 量较小，价格较 高，设置于主机 内部（内存储器）
AD公司AD7501 AD7503 RCA公司CD405 MOTA公司MC14051
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2. AD7501
(1) 逻辑结构 3个地址线 A3 A2 A1 使能端EN 8路输出S1，S2，……,S8
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(2) 性能参数
CMOS工艺制造
单路8选1模拟多路转换器 16引脚DIP封装 电源：+/-15V 功耗：300uW
保持电容、逻辑输入控制的开关电路、输入输出缓
冲放 大器等。
10
(4) 工作过程
采样模式期间，输入控制开关闭合，A1的输出给
电容快速充电；
保持模式期间，输入控制开关断开，A2输入阻抗
高，源自文库容器保持充电时的最终值不变
11
(5) 性能参数
孔径时间：从保持命令发出到开关完全断开所需时
间，也即开关从闭合状态到断开状态的过渡时间。
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1. 放大电路原理—(1) 同相串联差动放大器
R1 R4 R2 R3
U i 2 (1 R2 / R1 )U i1 Uo R4 U i 2 R3 R4 1 U i 2 U i1 R3
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1. 放大电路原理—(2) 同相并联差动放大器
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1. 滤波
2. 滤波器分类：
高通滤波器
低通滤波器
带通滤波器
带阻滤波器
全通滤波器
23
3. 滤波芯片Maxim MAX260
1) 结构
24
3. 滤波芯片Maxim MAX260
2) 特性
配有滤波器设计软件，带微处理器接口；
可控制64个不同的中心频率，128个不同的品质
因数和4种工作模式；
对中心频率和品质因数可独立编程；
开关接通电阻：170欧
开关接通、断开时间：0.8us
DIP:Dual In-line Package， 双列直插 式封装
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(3) 应用：两片AD5701实现16通道开关
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1. 概述
(1) 采样/保持电路
A/D转换时使输入信号保持不变的电路，对数据采集
系统精度有决定性影响。 (2) 运行模式 采样模式+保持模式，由数字控制输入端选择 (3) 构成
1
6.1 多路模拟开关
6.2 采样/保持电路 6.3 信号放大电路 6.4 MAX滤波芯片 6.5 存储电路 6.6 显示电路
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(1) 用途 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。 (2) 构成 多路模拟一般由开关元件和控制（驱动）电路 两部分组成。 开关元件
捕捉时间：从采样命令发出到采样/保持器的输出
由上次保持值达到输入信号的当前值所需时间。
保持电压的衰减率：保持模式状态下，由于保持电
容的漏电和其他杂散漏电流引起的保持电压衰减
的速率。
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(4) 结构形式
1) 多通道公用S/H和A/D
特点：完成一次AD变换后，要等到下一次采样命令到 达，并是保持电容上的电压跟踪到当前输入信号的值 后，才能再次启动AD变换器。速度慢，易引起各通
Uo1 Ui1 IR1 ,Uo2 Ui 2 IR2 , I Ui1 Ui 2 / R7
R1 R2 R5 U o 1 Ui 2 U i1 R7 R3
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2. AD620集成仪表放大器
(1) AD620原理
(2) AD620基本放大电路
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2. AD585
(1) 结构
单片采样保持放大器，由高性能运算放大器、低漏
电模拟开关和场效应管放大器构成。
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2. AD585
(2) 性能
采样时间：3us 泄漏速率：1mV/ms； 失调电压：3mV； 外部温度：-55~+125度；
片内保持电容、片内匹配电阻；
电源： ±12V或±15V； 可表贴。
控制电路
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(3) 开关元件——重要部件
机电开关：干簧继电器
湿式水银继电器
电气特性理想 速度偏慢 体积偏大
固体开关：双极型晶体管
场效应管
CMOS集成模拟开关
体积小 速度快 导通电阻小
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(4) CMOS集成模拟开关
性能指标：通道数目
开关电阻
漏电流——漏级电路
输入电压
分类：多输入单输出
单输入多输出
5
(5) 常用芯片
道相位误差
13
(4) 结构形式
2) 多通道公用A/D
特点：启动采样后，各通道并行进行采样，然后由
多路开关轮流选通并进行AD变换。不必考虑采样
/保持器的捕捉时间。
14
(4) 结构形式
3)多通道分别采用S/H和A/D
特点：各通道分别采用S/H和A/D，适用于高速多
通道数据采集系统和各通道同时采集数据的系统。
时钟频率域中心频率比值精度可达1%；
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3. 滤波芯片Maxim MAX260
3) 传递函数
低通滤波器传递函数
2 w0 H ( s) 2 2 s s( w0 / Q) w0
带通滤波器传递函数
s( w0 / Q) H ( s) 2 2 s s( w0 / Q) w0
高通滤波器传递函数