信号转换电路

Virtual value converting circuit
✿ 电压有效值测量方法：
①
3.3 有效值转换电路
公式法：应用计算机，通过对已被量化的离散 值进行运算，得出公式的值。 利用晶体二极管的特性曲线。 利用真空热电偶。 采用单片真有效值/直流转换器。
② ③ ④
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Virtual value converting circuit
✪ 单片真有效值/直流转换器：
✿ 利用单片真有效值/直流转换器可以准确、 实时测量各种波形的有效值，而不考虑波 形系数即失真度大小。
✿
可见，二极管正向压降的影响被削弱了AVO倍，从 而使检波特性大大改善。
②
如果检波的是正极性的输入电压，只要将电 路中的两个二极管同时反接即可。
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3.2 绝对值转换电路（全波整流电路）
1. 简单绝对值转换电路：
✿ 在半波整流电路的基础上，加一级加法运算 放大器，就组成了简单的绝对值转换电路。
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3.2 绝对值转换电路（全波整流电路）
☠ 简单绝对值转换电路的缺点：
a. 要实现高精度转换，电阻必须严格匹。
b. 输入电阻较低，仅为R1//R4。
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3.2 绝对值转换电路（全波整流电路）
2. 改进的绝对值转换电路：
✿ 同相型半波整流电路和反
相型半波整流电路结合起来 组成绝对值转换电路，可减 少匹配电阻的数目。
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Voltage/current converting circuit
✪为了抑制外界干扰，常把传感器输出的电压信号经 V/I转换电路转换成具有恒流特性的电流信号输出， 然后在接受端再由电流/电压转换还原成电压信号。
1 电压/电流转换电路
✪主要内容：
1.1 负载浮地的V/I转换电路 1.2 负载接地的V/I转换电路
信号转换电路
Signal converting circuit
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信号转换电路
Signal converting circuit
主要内容
1. 电压/电流转换电路
2.
3. 4. 5. 6.
电流/电压转换电路
交流/直流（AC/DC）转换电路 电压/频率转换电路 A/D转换电路 D/A转换电路
✿ 特点：
☻优点：匹配电阻少，电路精度 较高。 ☠缺点：输入电阻R1仍然很低。
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3.2 绝对值转换电路（全波整流电路）
✿高输入阻抗的绝对值转换电路：
✾ 特点：主要优点是输 入电阻很高，但仍需 匹配四个电阻。
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Virtual value converting circuit
1.3 差动输入的V/I转换电路
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1.1 负载浮地的V/I转换电路
1. 简单的V/I转换电路
类似于一个同相放大器，负 载两端RL都不接地（负载浮 地）。 利用虚短可知：负载输入 uA≈ ui，故：

ui uA 0 IO R1 R2 R1 R2

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3.1 线性检波电路（半波整流电路）
✪常用的检波电路及其波形：
0 uo R f u R1 i ui 0 ui 0
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3.1 线性检波电路（半波整流电路）
✪ 半波整流电路的工作特性：
①
电路能检波的最小输入电压为UD/AVO，其中UD 为二极管的正向压降；AVO为运放的开环电压 增益。
电流/电压（I/V）转 换电路用于将电流信 号转换为与之成线性 关系的电压信号。 基本转换电路: （图6.23(a)）
2 电流/电压转换电路
uo RI i
高输入阻抗电路： （图6.23(b)）
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uo R f I i
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Current/voltage converting circuit
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1.3 差动输入的V/I转换电路
利用单位增益运算放大器与 精密运算放大器组成差动输 入V/I转换电路。 当R1= R3， R2= R4时，输出 电流：R为输出采样电阻。
u1 u2 IO R
输出电流与负载电阻无关， 仅与输入电压之差成比例。
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Current/voltage converting circuit
✪集成I/V转换器RCV420
✿ 性能：
①
2 电流/电压转换电路
②
能将4mA～20mA输入 电流转换成0～5V的 电压输出。 可获得86dB的共模抑 制比，以及承受40V 的共模电压输入。
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3 交流/直流（AC/DC）转换电路
Alternating current/Direct current converting circuit ✪ 交流/直流AC/DC转换电路的功能是将交流振幅 信号转变为与之成正比的直流信号输出。 ✪ 根据被测信号的频率不同和要求测量的精度不 同，可以采用不同的转换方式，常用的转换方 式：
✪真有效值测量法：
✿交流有效值定义：以电压为例，
3.3 有效Hale Waihona Puke Baidu转换电路
1 T 2 U RMS u ( t )dt 0 T 其中U RMS 为交流电压有效值； u( t )为随时间变化的任意波形的电压； T为平均时间，对于周期信号，T为信号周期。
✿真有效值测量法能直接测量任意波形信号有效值。
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主要内容
3.1 线性检波电路（半波整流电路） 3.2 绝对值转换电路（全波整流电路） 3.3 有效值转换电路（方均根/直流转换电路）
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3.1 线性检波电路（半波整流电路）
✪最简单的检波电路为二极管检波电路。
☠缺点：由于二极管死区的存在，当输入小信号 时，存在严重的非线性误差。
✪比较实用的检波方法是将二极管置于运算 放大器的反馈回路，以实现精密整流。
改变R2即可改变输出电流大小。
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1.1 负载浮地的V/I转换电路
2. 输出端加入晶体管驱动的V/I转换电路 ✿ 目的：降低功耗、 增大输出电流。
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1.2 负载接地的V/I转换电路
负载RL一端接地。当R1= R2， R3= R4+ R7时，输 出电流： R3 IO ui R1 R7 可见，输出电流与负载 无关。