信号转换电路PPT课件
一、模拟信号与数字信号课件(24张PPT)
模数转换器（A/D）
采样
量化
编码
u
4.8
5
3.9
4
3.5
3
2.1
2
1.6 1.3
1
t
u 0101
u
5
5 0100 4
4
0100 4
01010100001000100100
3
0010 0010 0010
2
22
2
1
t
t
摩斯电码的两种信号：
短促的点信号“・0” 保持一定时间的长信号 1
“—”
能够将数字信号转换成模拟信号的电路称为数模转换器（D/A）。
模拟信
速度
u
时间
时间
模拟信号
连续变化的量可以用连续变化的曲线或直线描述。
1. 模拟信 号
u声音Biblioteka 形t模拟信号模拟信号：泛指数值可以连续变化的信号。
2. 数字信 号
图书馆借出图书数量
25 23 15 18 20
周一 周二 周三 周四 周五
非连续变化的量可以用柱状图或数字表 示。
2. 数字信 号
u
模拟信号 （1）细节丰富 （2）抗干扰能力差
数字信号 （1）易于识别，抗干扰能力强 （2）便于保存 （3）处理精度高
三、初识模拟信号和数字信号相互转换过程
自然界中的物理量经传感器转换成 的电信号大多数为模拟信号，所以送入计算 机或其他电子控制系统处理之前，必须先转 换成数字信号。
能够将模拟信号转换成数字信号的 电路称为模数转换器（A/D）。
信号的“有无” 命题的“真假”
一、 识别模拟信号和数字信号
u
连续变化 ——模拟信号
V-F与F-V转换电路
C2
VIN +15V
偏移调节 -15V
增益调节 R2 R1
R5 RIN R4
-15V 0.1μF
单稳触发器电容 +V逻辑 R3
FOUT
-IN 1
NC- 2
NC- 3 -VCC 4
5 C1 NC- 6 FOUT 7
+A -
1mA
单稳态 -VS 触发器
W1 W2 比较器
14 +IN 13 VOUT 12 +VCC
若要求输入脉冲频率FIN=10KHz时输出电压VOUT=10V，可使 R1+R2=40KΩ，C1=3650pF，C2=0.01μF。
单片机原理与应用
中ADVFC32的内部结构与引脚分布如图7.40所示，有14个引脚，采
用双列直插式结构。在联接使用时，主要外接的器件有电阻RIN、积 分电容器C2，输出电阻R3以及单稳定时器电容C1。这些器件的参数可 由下列公式计算：
C1
3.3105 Fmax
3.010小于1000pF）
C
+VS
VIN
R
IIN
A
+
VINT
比较器
W1 W2
RX CX 单稳态定时器
RL
Vo
(f)
S IR
-VS
图7.38 V/F转换器原理图
假设开始时单稳态定时器输出低电平，恒流源与反相输入端
开路。这时流过积分器的电流只有输入电流IIN。该电流对积分 电容器C充电，使积分器输出VINT下降。下降到0V时比较器翻 转，触发单稳态定时器输出宽度为t0的正脉冲，使模拟开关S闭 合，恒流源向积分电容器C反向充电（也称为电容器放电），
单片机原理与应用
《AD及DA转换》课件
《AD及DA转换》PPT课件
本PPT课件将深入介绍AD及DA转换的原理、分类、工作模式，以及采样率、 量化精度等关键概念。我们还会探讨信号处理技术、硬件实现和电路设计等 重要话题。
什么是AD和DA转换
AD（模数）转换将模拟信号转换为数字信号，DA（数模）转换将数字信号转换为模拟信号。这两种转换器 在许多电子系统中起着关键作用。
AD转换器可根据工作原理和特性进行分类，如逐次逼近型、积分型、双斜率 型和ΔΣ型等。每种类型都有其适用的应用场景和性能特点。
DA转换器的分类
DA转换器可以按照数字信号转换为模拟信号的方法进行分类，如加权电阻型、 串行型、并行型和PDM型等。不同类型的转换器适用于不同的应用需求。
AD转换器的工作模式
AD转换的原理和作用
AD转换器使用采样和量化技术将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。它 在信号处理、通信系统和传感器中都有广泛应用。
DA转换的原理和作用
DA转换器将数字信号转换为模拟信号，使其能够在模拟电路中进行进一步处 理和传输。它在音频、视频和通信等领域中扮演着核心角色。
AD转换器的分类
第六章信号的转换PPT课件
第二节 电压比较电路
1、运放的工作状态 比较器电路中的运放一般在开环或正反馈条件 下工作，运放的输出电压只有正和负两种饱和 值，即运放工作在非线性状态。在这种情况下， 运放输入端“虚短”的结论不再适用，但“虚 断”的结论仍然可用(由于运放的输入电阻很 大）。 2、电压比较器的类型 常用的电压比较器有零电平比较器、非零电平 比较器、滞回比较器和窗口比较器等电路。
捕捉时间
关断时间
限制了电路的工作 速度
第一节 采样保持电路
采样保持电路的基本性质 组成： 1. 模拟开关 2. 模拟信号存储电容 3. 缓冲放大器
第一节 采样保持电路
ui ,uo
O fs(t)
O Ts
a)
uo
f(t)
t
t
模拟信号采样
采样保持电路
对采样保持电路的主要要求： 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。
滞后电平可调，合理选择大小，使之稍大于预计的干抗信号，就可消除 振铃现象。但不可太大，否则检测误差太大。
电压比较电路
三 窗口比较电路
R1
UZ
E
UR1
VS
RP
UR2
R2
Uo
-1
#
“1”
+1 N1 Uo1
&
-1
#
+1 N2 Uo2
Uo O “0”
ui
单方向多个阈值
U
U R2
U R1
ui
四、比较电路的应用
电压比较器的性能指标
(1）阈值电压：比较器输出发生跳变时的输 入电压称之为阈值电压或门限电平。
(2）输出电平：输出电压的高电平和低电平。 (3）灵敏度：输出电压跳变前后，输入电压
信号转换电路IV-频率电压转换电路资料
（2）ui >0，uC负向增加， uC≤U2时，比较器输出uo由负向限幅电压突变为正向限
幅电压，V导通，电容C通过R3放电，积分器输出迅速回升。 uo通过正反馈电路使比 较器同相端电压up突变为U1。
（3）当积分器输出回升到uC≥U1时，比较器输出又由正向限幅电压突变为负向限幅 电压，V又处于截止状态，同时up恢复为U2，积分器重新开始积分。
约 10mV t
t
2020/9/24
u单i >稳u态6，定输时入器比输较出器端输Q出为高高电电平平，，
V精导密通电，流u源o=输Uo出L≈电0V流，is开对关CLS充闭电合，，
u内电6逐放，渐电Ct电上管压升截上。止升与，。引电脚源5U相经连Rt的对芯Ct充片
u时s=器u输Ct出≥2端UQ/3为时低，电单平稳，态V定截 止， uo = UoH = +E，电流 开关S断开， CL通过RL放电， 使u6下降。 Ct通过芯片内放 电管快速放电到零。 当冲周u6期≤，ui时如，此又循开环始，第输二出个端脉便 输出脉冲信号。
8
集成V/F转换器——LM131
+U 8
1 整个周期内，RL 在消耗电荷 2 恒流源提供电荷 （充电）的时间由 CL 单稳触发器的暂态 决定 3 电荷平衡（电源 提供的电荷量等于 电阻消耗的电荷量）
精密 电流源
电流 输出 1
电流 开关
RL
2
基准
电压
1.9V
- 基准 比较
+器
iS
uo
频率 3 驱动 V RS 输出
5
二、电荷平衡型
在一个周期T=t0+t1中，积分电容 充电电荷量与放电的电荷量相等，
即i×T= Is×t0
信号转换电路
传感检测技术基础信号转换电路信号转换电路模/数转换器A／D转换可分为直接法和间接法。
直接法是把电压直接转换为数字量，如逐次比较型的A／D转换器。
间接法是把电压先转换成某一中间量，再把中间量转换成数字量。
(1)逐次比较型模/数转换器逐次比较型A／D转换就是将输入模拟信号与不同的参考电压做多次比较，使转换所得的数字量在数值上逐次逼近输入模拟量的对应值.模模//数与数数与数//模转换器模转换器逐次比较型A／D转换器简化框图如图10.20所示它由D／A转换、数码设定、电压比较和控制电路组成图10.20逐次比较型A/D转换框图（2）双积分型模/数转换电路双积分型A／D转换电路如图10.21所示,当t=T2时，U0(t)=0,如图（b）所示.图10.21双积分型A/D转换器原理图转换过程分两步，首先接通S1，对输入电压(-Ui)积分，积分电路输出电压为:(10.21)然后在T1时，开关切换到S2位置，对基准参考电压Ur反向积分，积分电路输出电压为：（10.22）当t=T2时，U0(t)=0，如图10.21（b），此时得：(10.23)设时钟脉冲频率为,当t=T1时,则时间T1为：此时开始对标准参考电压Ur反向积分，时间间隔T=T1－T2，计数值为N，则，所以：数/模转换器数/模（D/A）转换器是通过电阻网络，把数字按其数码权值转换成模拟量的输出.D/A转换器有两种类型:权电阻网络和T形电阻网络(1)权电阻数/模转换器图10.22是4位二进制权电阻D／A转换器原理图由上图可得：（10.24）（10.25）在上述电路中，权电阻分别为R、2R、4R、…、。
若数字量多于四位，可通过增加模拟开关和权电阻来增加其位数。
(2)T形电阻数/模转换器T形电阻D/A转换器原理如图10.23所示,该电路电阻形状成T形，故称T形网络.图10.23T型电阻D/A转换器由图10.23可知,根据叠加原理，运算放大器总输入的等效电压是各支路等效电压之和，即:(10.26)若取RF＝3R，运算放大器的输入端电流为:(10.27)运算放大器的输出电压V0为:(10.28)电压/频率转换器(1)转换原理V/F转换器原理如图10.24所示电压电压//频率与频率频率与频率//电压转换器电压转换器图10.24V/F转换电路示意图1)当输入电压Ux>Uc时，放大器A输出为“1”状态，此时将单稳触发器置“1”，触发器驱动开关S 接通恒流源，使I0对电容CL充电;2)Uc上升，在Uc=Ux+△U时，电压比较器A输出为“0”状态，单稳触发器置“0”，使开关S断开，I0停止对电容CL充电;3)电容CL通过电阻RL放电，Uc下降。
第四章 信号调理与处理
幅值调制装置实质上是一个乘法器。现在已有性能 良好的线性乘法器组件。霍尔元件也是一种乘法器。
电桥在本质上也是一个乘法装置，若以高频振荡电 源供给电桥，则输出为调幅波。
霍尔元件： VH kH iB sin
电桥：
Uy
R R0
U
0
三、调制与解调
调幅信号的解调方法
1、同步解调 若把调幅波再次与原载波信号相乘，则
xm (t) xt cos 2f0t cos
xt cos 2f0t
三、调制与解调
调幅信号的频域分析
由傅里叶变换的性质知：在时域中两个信 号相乘，则对应在频域中这两个信号进行卷积，
余弦函数的频域图形是一对脉冲谱线
xt yt
X f Y f
一个函数与单位脉冲函数卷积的结果，就
是将其图形由坐标原点平移至该脉冲函数处。
是利用信号电压的幅值控制一个振荡器，振荡器输出的 是等幅波，但其振荡频率偏移量和信号电压成正比。当 信号电压为零时，调频波的频率就等于中心频率；信号 电压为正值时频率提高，负值时则降低。所以调频波是
随信号而变化的疏密不等的等幅波。
第五章 信号变换及调理
三、调制与解调 调频波的瞬时频率可表示为． f＝fo±△f 式中f。——载波频率，或称为中心频率； △f—频率偏移，与调制信号x(t)的幅值成正比。
四、 滤波器
滤波器还有其它不同分类方法，例如， 根据构成滤波器的大件类型，可分为RC、LC或晶
体谐振滤波器； 根据构成滤波器的电路性质，可分为有源滤波器和
无源滤波器； 根据滤波器所处理的信号性质，分为模拟滤波器与
数字滤波器等等。
滤波器的性能指标
A0
0.707A0
Q=f0 / B
测控电路(第7版)课件：信号转换电路
指标：额定工作频率和动态范围，灵敏度或变换系数，非线性误差，灵敏度 误差和温度系数等
信号转换电路
32
7.4.1 V/f 转换电路
积分复原型
复原开关
V
R3
R1 ui
积分器
R2
C
∞ -
+ + N1
uC
R4
∞
-
uP
+ + N2
7.1 模拟开关
模拟开关是在电路中用于实现模拟信号通与断的电子开关器件，它的作用类 似于机械式转换开关，信号电流从输入端流到输出端，其信号传送方向可以 是双向的.
模拟开关通常有三个端子：控制端C、信号输入端I及输出端O。I/O可以互 换的为“双向开关”。
常用的模拟开关元件包括二极管开关、双极型晶体管开关、结型场效应晶体 管（JFET）开关、MOS型场效应晶体管（MOSFET）开关等
在导通状态下，该电路的传递函数为：
开关的极点影响电路的带宽，为了使带宽最大化，开关应具有低输入电容、
低输出电容和低导通电阻。在关断状态下CDS会把输入信号耦合至输出端， 导致开关隔离性能劣化，关断隔离度随输入频率增大而下降。就此误差源而
言，解决方法是选择CDS尽量小的开关。
CDS
S
D
uo
ui
Ron
CD
ui
+
uo
UR
-
阈值电压： UT =UR
即ui
UT
U
时，输出电压翻转
R
uo
ui U R ui U R
uP uN ui U R 0 uP uN ui U R 0
8章 波形的发生和信号的转换图
第八章 波形的发生和信号的转换•8.1 正弦波振荡电路•8.2 电压比较器•8.3 非正弦波发生电路•8.4 信号转换电路•8.5 锁相环及其在信号转换电路的应用返回8.1 正弦波振荡电路（P1）•图8.1.1 带通滤波器变换成正弦波振荡电路•图8.1.2 正弦波振荡电路的方框图•图8.1.3 利用瞬时极性法判断相位条件•图8.1.4 RC串并联选频网络及其在低频段和高频段的等效电路•图8.1.5 RC串并联选频网络的频率特性•图8.1.6 利用RC串并联选频网络构成正弦波振荡电路的方框图•图8.1.7 RC桥式正弦波振荡电路•图8.1.8 利用二极管作为非线性环节•图8.1.9 振荡频率连续可调的RC串并联选频网络•图8.1.10 LC并联网络•图8.1.11 LC并联网络电抗的频率特性•图8.1.12 选频放大电路•图8.1.13 在选频放大电路中引正反馈•图8.1.14 变压器反馈式振荡电路•图8.1.15 变压器反馈式振荡电路的交流通路返回下页8.1 正弦波振荡电路（P2）•图8.1.16 变压器反馈式振荡电路的交流等效电路•图8.1.17 电感反馈式振荡电路•图8.1.18 电感反馈式振荡电路的交流通路•图8.1.19 电感反馈式振荡电路的交流等效电路•图8.1.20 电容反馈式振荡电路•图8.1.21 频率可调的选频网络•图8.1.22 电容反馈式振荡电路的改进•图8.1.23 采用共基放大电路的电容反馈式振荡电路•图8.1.24 例8.1.2 电路图•图8.1.25 例8.1.3 电路图•图8.1.26 例8.1.25 所示电路的改正电路•图8.1.27 石英晶体谐振器的结构示意图及符号•图8.1.28 石英晶体的等效电路及其频率特性•图8.1.29 并联型石英晶体振荡电路返回•图8.1.30 串联型石英晶体振荡电路图8.1.1 带通滤波器变换成正弦波振荡电路返回图8.1.2 正弦波振荡电路的方框图返回图8.1.3 利用瞬时极性法判断相位条件返回图8.1.4 RC串并联选频网络及其在低频段和高频段的等效电路返回图8.1.5 RC串并联选频网络的频率特性返回图8.1.6 利用RC串并联选频网络构成正弦波振荡电路的方框图返回图8.1.7 RC桥式正弦波振荡电路返回图8.1.8 利用二极管作为非线性环节返回图8.1.9 振荡频率连续可调的RC串并联选频网络返回图8.1.10 LC并联网络返回图8.1.11 LC并联网络电抗的频率特性返回图8.1.12 选频放大电路返回图8.1.13 在选频放大电路中引正反馈返回图8.1.14 变压器反馈式振荡电路返回图8.1.15 变压器反馈式振荡电路的交流通路返回图8.1.16 变压器反馈式振荡电路的交流等效电路返回图8.1.17 电感反馈式振荡电路返回图8.1.18 电感反馈式振荡电路的交流通路返回图8.1.19 电感反馈式振荡电路的交流等效电路返回图8.1.20 电容反馈式振荡电路返回图8.1.21 频率可调的选频网络返回图8.1.22 电容反馈式振荡电路的改进返回图8.1.23 采用共基放大电路的电容反馈式振荡电路返回图8.1.24 例8.1.2 电路图返回图8.1.25 例8.1.3 电路图返回图8.1.26 例8.1.25 所示电路的改正电路返回图8.1.27 石英晶体谐振器的结构示意图及符号返回图8.1.28 石英晶体的等效电路及其频率特性返回图8.1.29 并联型石英晶体振荡电路返回图8.1.30 串联型石英晶体振荡电路返回8.2 电压比较器•图8.2.1 集成运放工作在非线性区的电路特点及其电压传输特性•图8.2.2 电压比较器电压传输特性举例•图8.2.3 过零比较器及其电压传输特性•图8.2.4 电压比较器输入级的保护电路•图8.2.5 电压比较器的输出限幅电路•图8.2.6 将稳压管接在反馈电路中•图8.2.7 一般单限比较器及其电压传输特性•图8.2.8 例8.2.1 波形图•图8.2.9 滞回比较器及其电压传输特性•图8.2.10 加了参考电压的滞回比较器•图8.2.11 例8.2.2 波形图•图8.2.12 例8.2.3 图•图8.2.13 双限比较器及其电压传输特性•图8.2.14 AD790及其基本接法•图8.2.15 LM119管脚图•图8.2.16 由LM119构成的双限比较器及其电压传输特性返回图8.2.1 集成运放工作在非线性区的电路特点及其电压传输特性返回图8.2.2 电压比较器电压传输特性举例返回图8.2.3 过零比较器及其电压传输特性返回图8.2.4 电压比较器输入级的保护电路返回图8.2.5 电压比较器的输出限幅电路返回图8.2.6 将稳压管接在反馈电路中返回图8.2.7 一般单限比较器及其电压传输特性返回图8.2.8 例8.2.1 波形图返回图8.2.9 滞回比较器及其电压传输特性返回图8.2.10 加了参考电压的滞回比较器返回图8.2.11 例8.2.2 波形图返回图8.2.12 例8.2.3 图返回图8.2.13 双限比较器及其电压传输特性返回图8.2.14 AD790及其基本接法返回图8.2.15 LM119管脚图返回图8.2.16 由LM119构成的双限比较器及其电压传输特性返回。
信号转换电路
（一）差动比较电路
Uo
ui
-1
UR
+1
# Uo
a）电压比较器符号
ui<UR
ui>UR
O UR
ui
b）电压比较器特性
电压比较器是一种电压-开关信号转换器。
ui
-1
UR
+1
# Uo
a）电压比较器符号
Uo ui<UR
ui>UR
O UR
ui
b）电压比较器特性
1.由于比较器本身有失调电压UOS,基准电平实际为
采样保持电路是一种时间上离散化电路。
6.2 采样保持电路
∞
6.2.1 基本原理
∞
-
S
+
-
+
uo
+
采样保持电路
ui
+ N1
C UC
的基本组成：
（1）模拟开关
ui, uo
a）S/H电路原理
uo
f(t)பைடு நூலகம்
（2）模拟信号存
O
t
储电容
UC
（3）缓冲放大器
O
Ts
t
b）模拟信号采样
6.3 电压比较电路
➢ 模拟电压比较器是用来鉴别和比较两个模拟输入电 压大小的电路。
为了将模拟信号转换成数字，首先要进行采样。 采样保持电路用于一切需要对输入信号瞬时采样 和存储的场合，如自动补偿直流放大器的失调和漂移 等，最常见的是应用于快速数据采集系统，以保持输 入信号在采样过程中不变。
当系统有多个模拟信号时，为了采得各通道同一 时刻的信息时，则需用多个采样保持器进行同时采样。
快，可能比较器来不及转） Uo
直流信号到交流信号转换
4.滤波电路
• 利用FilterPro软件设计中心频率为50Hz的巴特沃兹有源 带通滤波器。
• 利用Multisim仿真该电路。将开关电路的输出接入该带 通滤波器后，可得到周期方波的基波分量。
滤波器Mutisim仿真电路图
方波信号及其基波信号波形图
5.实验测试
实验环境：北京时代行云有限公司开发的“雷实验”(Lab of Electronics Intelligence, LEI)智慧实验平台
5.实验测试
滤波后只保 留基波分量
开关电路与带通滤波器
控制小信号（上）与开 关电路输出波形（下）
直流信号（上）与 带通滤波器输出的 交流信号（下）
学好信号与系统 低通高通路路通
北京邮电大学信号与系统 智慧教学研究组
f (t) E
O
22
ห้องสมุดไป่ตู้
...
T1
t
傅里叶级数展开
f
t
=
E 2
2E π
cos
1t
1 3
cos31t
滤波后只保 留基波分量
傅里叶级数合成演示
功率谱系数图
3.开关电路
开关电路仿真图
开关电路仿真结果
在基极加入相同频率（可以用定时器产生）的低幅值控制小信号。 集电极为输出端：
➢ 当三极管导通时，开关电路输出低电压，若发射极与地相连，则低 电压为0 V。
1.直流电到交流电转换示意图
将直流电转换成交流电的过程称为逆变，可用于家电 和照明等领域。将直流电加入开关电路和滤波器即可 获得交流电。
A
开关 电路
x t
低通 滤波器
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四 相位计
可测量两个正弦波电压之间的相角。 只要把两个电压都转换成脉冲，可测出由两个正弦波转换成 的两个脉冲的间隔时间， 这个时间间隔与相位差成比例。 这种相位计能测量 0°到 360°的相角。
.
19
五 峰值检波器
复 位指 令u
O
t1
uo
t2
t3
t
O
t1
t2
t3
t
图 8-33 峰值. 检波器特性
UR
ui Uo
MN
.
∞
+
Uo
PQ
14
(二) 滞回比较电路（正反馈阈值） 两个阈值：
Uo
R
ui
-1 #
R2 +1
Uo
O
UR
R1
U1 U2 ui
a)
b)
在反向输入单门限比较器的基础上引入了正反馈网络，组成了具有双门
限值的反向输入迟滞比较器。
门限电压的估算
.
15
门限电压的估算：
vN vI
vP
R1vO R1 R3
∞
－
LED
Ic
＋
uo
＋
R′ －E
图 8-24 光电耦合放大电路
.
11
三 电压比较电路
电压比较电路
比较器用通用运算放大器和专用集成比 较器的区别？
（1）比较器的一个重要指标是它的响应时间，它一般低 于10-20ns。响应时间与放大器的上升速率和增益-带 宽积有关。因此，必须选用这两项指标都高的运算放 大器作比较器，并在应用中减小甚至不用相位补偿电 容，以便充分利用通用运算放大器本身的带宽来提高 响应速度。
若要求iL与uo无关，则需要满足R3/R2=R′/R1，这样，负载上
流过的电流是
iL
us R2
可见，负载电流与输入电压成正比。
.
5
2. 电流-电压转换器
C
RF
is Rs
∞ －
＋ ＋
R P ＝ R s∥ R F
uo
Uo=iSRf
图 8-20 电流-.电压转换器
6
3. 压电转换
R＋ R
R
∞
－
R －
＋ ＋
1. 低通滤波器
2. (1) 基本特性 Af(j )U Uoi Af( )ej() dB 3 20 lg| Afm|
20 lg| Af |
b
3 dB
2
a
通带
阻带 1
0
10－ 3 10－ 2 10－. 1 100
10
图 8-36 低通滤波器的特性
/0
23
(2) 一阶低通滤波器
＋
Rf
Ui
RP
－
CF RF
＋ uo
－
E
＋Hale Waihona Puke R图 8-21 压电转换电路
.
7
uo1R R R(E c) 1 R R E c
再令只有同相侧输入时，输出电压为uo2，由于
uE 2 c,uo2 1R R R E 2 c
uo=uo1+uo2， 求得
E R
uo 2R
.
8
4. 热电转换
－ 15 V 100
680 R1
20
(1) 单向峰值检波器
R1
VD1 C2
C1
∞
∞
－ A1 ＋
VD2
－
A2 ＋
R
＋
＋
＋
＋
ui －
＋ uc C
－
V
VD3
u
uo －
图 8-34 单向.峰值检波器
21
(2) 峰-峰值检波器
正向峰值 检波器
ui
反相器
正向峰值 检波器
加法器
uo
图 8-35 峰-峰值检. 波器组成方框图
22
六 有源RC滤波器
VZ 1
UR
1k
8.2 V
RW
10
RT
2k
.
uo
RF R1 RT
UR
RF 150 k
∞ －＋ ＋
uo V 0～ 10V
9
5. 光电转换
(1) 硅光电二极管放大电路
RF
uo iRF
i
i
∞
－
∑
VD
＋
＋
uo
－E
.
10
图 8-23 硅光电二极管放大电路
(2) 光电耦合电路
RF
Rs Ii Us
光电耦合器件
# Uo
u i< U R
u i> U R
O UR
ui
b)
图 6-12 电压比较器及其特性
.
13
ui
（b）求和比较电路（阈值可 U 变）
uo1
R2 R1 R2
ui
uo2
R1 R1 R2
U
uo
uo1
uo2
R1UR2ui R1 R2
R1
R2
Σ-
+
R
a)
un
优点：阈值可变 缺点：振零现象
VR
R1 R2
V
R3vR R1 R3
当vI vP时输出为低电平
当vI vP时输出为高电平
所以vP就是门限电压
进而可以求出上门限压电和下门限电压以及限门宽度
.
16
(三) 窗口比较电路
Uo
“1”
R1
UZ
E
UR1
VS
-1
#
+1 N1 Uo1
&
RP
UR2
-1
#
R2
+1 N2 Uo2
Uo O “0”
ui
单方向多个阈值
• 抑制干扰并提高信噪比
由于被采集信号比较微弱，容易受到干扰，因此采用信号调 理电路尽量抑制干扰和噪声。
• 滤波
去除被采集信号的高频噪声。
.
2
二 物理量变换电路
1. 电压-电流转换器
R1
RL
il＝iL
R1
R′
＋
il ＋
∞ －
＋ ＋
us －
uo
∞
u－ －
＋
uo
＋
R2
us －
iL
RL
R3
(a)
(b)
图 8-19 电压-电流转换器 (a) 负载浮置； (b) 负载接地
.
3
按理想运放分析，则流过RL的电流是
iL
i1
us R1
若负载RL的一端接地，则可用图 8-19(b)所示的电路。根据 图中符号写出
uR1R 'R'usR1R 1R'uo
(利用线性叠加原理)
.
4
iL
u R2
uo u R3
uo R3
uR13
1 R2
R13 RR2R1(3R(R21RR3)')uo RR2R'(3R(R21RR3)')us
附加内容 信号调理电路
1 数据采集系统中信号调理电路作用 2 物理量变换电路 3 电压比较电路 4 相位计 5 峰值检波器 6 有源RC滤波器 7 电压频率转换电路
.
1
一 数据采集系统中信号调理电路作用
• 接口作用
信号调理电路首先要完成信号的电平和极性等的转换，以便 与A/D转换器所需要的电平极性匹配。其次要完成对信号 的放大。然后还有对信号进行极性转换。同时还有阻抗变 换的作用，以隔离后面的负载对信号源的影响。
∞
－
＋
＋
Uo
－
dB 20 lg| Af |
3 dB
－20 dB/ 十倍频程 0
10－2 10－1 100 10 102 /0
（2）当在比较器后面连接数字电路时，专用集成比较器 无需添加任何元器件，就可以直接连接，但对通用运 算放大器而言，必须对输出电压采取嵌位措施，使它 的高，彽输出电位满足数字电路逻辑电平的要求。
.
12
1 电压比较电路
(1) 电平比较电路（单阈值比较器） （a）差动比较电路
Uo
-1 ui
+1 UR
a)
.
U
U R2
U R1
ui
17
ui
2. 比较器的应用
(b) O
T
t
(1) 波形变换
uo
∞
－
＋ uo
u′ VD uL
(c) O
t
ui
＋
C
R
RL
u′
(a)
(d) O
t
i=-CduC/dt
uL
(e) O
T
t
图 8-27 比较器用于波形变换 (a) 电路； (b) 输入正弦波; (c). uo波形；(d) u′波形；(e) UL波18形