第2章前向通道設(shè)計(jì)

2.1概述第2章前向通道設(shè)計(jì)一、前向通道結(jié)構(gòu)形式放大A/D主控電路放大V/F主控電路模擬電壓信號(hào)放大A/D主控電路I/V放大V/F主控電路I/V模擬電流信號(hào)放大整形主控電路頻率信號(hào)放大整形主控電路開關(guān)信號(hào)傳感器輸出信號(hào)前向通道結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式取決于被測(cè)對(duì)象輸出信號(hào)的數(shù)量、類型、大小等多輸入通道的前向通道結(jié)構(gòu)傳感器放大A/D主控電路傳感器放大多路開關(guān)多路選擇控制傳感器A/D主控電路傳感器多路開關(guān)增益選擇控制可編程增益放大多路選擇控制二、

前向通道設(shè)計(jì)特點(diǎn)組成前向通道的電路大多屬于模擬電路，有以下一些特點(diǎn)：單元電路類型較多：傳感、電源、放大、變換、處理、脈沖產(chǎn)生、調(diào)制、解調(diào)等；電路工作于線性狀態(tài)，有工作點(diǎn)選擇、工作點(diǎn)的穩(wěn)定性，運(yùn)行范圍的線性度要求；不僅有功能規(guī)定，還有精度指標(biāo)的規(guī)定；設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)之一是輸入單元與信號(hào)源之間的匹配，包括阻抗匹配、線性范圍匹配、負(fù)載能力匹配、高低電平匹配，以及信號(hào)時(shí)序匹配等；調(diào)試難度大，特別對(duì)于高頻、高精度或微弱信號(hào)系統(tǒng)更是這樣。這類系統(tǒng)中的元器件布置、連線、接地、供電、去耦等對(duì)性能指標(biāo)影響很大。自動(dòng)化設(shè)計(jì)進(jìn)展比較緩慢。三、前向通道設(shè)計(jì)內(nèi)容信號(hào)的拾?。簜鞲衅鞯倪x擇是至關(guān)重要。信號(hào)的調(diào)節(jié)：除了小信號(hào)放大、濾波、整形外，還有諸如零點(diǎn)校正、線性化處理、溫度補(bǔ)償、誤差修正、量程切換等諸多方面的任務(wù)。模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路選擇：大多數(shù)的應(yīng)用場合都采用A/D轉(zhuǎn)換電路，包括多路模擬開關(guān)的選用、采樣/保持電路、A/D轉(zhuǎn)換器的選擇等。抗干擾措施：前向通道是干擾侵襲的主要渠道，必須充分考慮到干擾的抑制與隔離。傳感器組成敏感元件；轉(zhuǎn)換元件；測(cè)量電路。2.2傳感器一、傳感器組成與分類應(yīng)該說明的是：并不是所有的傳感器都可以明顯地將這三部分區(qū)分開。傳感器是指將各種非電量按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成便于處理與傳輸?shù)碾娏康难b置。傳感器分類按檢測(cè)的物理量分：光、溫度、磁、超聲波、濕度、壓力、位移、速度、加速度等；按轉(zhuǎn)換原理分：熱電式、光電式、壓電式、電磁式等；按材料的半導(dǎo)體物理現(xiàn)象分：力敏、熱敏、光敏、氣敏等；按組成分：敏感元件、傳感器、測(cè)量儀表。表示測(cè)量結(jié)果與被測(cè)量的真值之間的一致程度的參數(shù)。兩者之差稱為絕對(duì)誤差，絕對(duì)誤差與真值之比稱相對(duì)誤差；精確度常用等級(jí)來表示，如0.1，0.5，1.0級(jí)的傳感器，表示它們的精確度分別為0.1%，0.5%和1%；測(cè)量儀表常用下式表示精確度：=1.0％X±0.5％FS，式中X為視值，F(xiàn)S為滿量程值。二、傳感器主要參數(shù)

1.靜態(tài)參數(shù)

精確度(準(zhǔn)確度)靈敏度

傳感器的輸出變化量ΔY與引起此變化的輸入變化量ΔX之比，靈敏度可能與激勵(lì)值有關(guān)。分辨率

指傳感器的指示裝置對(duì)相鄰兩個(gè)值有效辨別的能力，即為最小檢測(cè)量。一般認(rèn)為模擬式指示裝置的分辨率為標(biāo)尺最小分度值的一半，數(shù)字式指示裝置的分辨率為末位數(shù)的一個(gè)字碼。滯后

由于外加輸入量的方向(正行程和反行程)不同，傳感器對(duì)同樣的輸入值給出不同的輸出值，此兩者之差的絕對(duì)值稱回程誤差。零值誤差

當(dāng)輸入為零時(shí)，傳感器輸出偏離零位的值。2.動(dòng)態(tài)參數(shù)時(shí)間常數(shù)τ上升時(shí)間tr

常用的動(dòng)態(tài)參數(shù)有時(shí)間常數(shù)τ、上升時(shí)間tr、穩(wěn)定時(shí)間ts、過沖量δ、頻帶寬度BW。在恒定輸入條件下，傳感器輸出從零到穩(wěn)態(tài)值的63%的時(shí)間(只適用于一階系統(tǒng))。在恒定輸入條件下，傳感器輸出從穩(wěn)態(tài)值的10%～90%所經(jīng)歷的時(shí)間。穩(wěn)定時(shí)間ts過沖量δ在恒定輸入條件下，傳感器輸出上下波動(dòng)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)值規(guī)定百分比以內(nèi)(如±1%)所經(jīng)歷的最小時(shí)間。在恒定輸入條件下，傳感器輸出超過穩(wěn)態(tài)值的最大值。過沖只在二階以上系統(tǒng)且阻尼較小時(shí)才會(huì)發(fā)生。頻帶寬度BW在同一幅值不同頻率信號(hào)輸入條件下，傳感器輸出幅值下降到額定值的1／√2的頻率定義為上限頻率fH和下限頻率fL，兩者之差定義為帶寬BW。此類傳感器可用于測(cè)量壓力、拉力、應(yīng)力、推力、旋轉(zhuǎn)力、長度、厚度、位移、速度、加速度、重量等。三、力傳感器

作用

常用力學(xué)量傳感器電阻應(yīng)變式傳感器，它將機(jī)械構(gòu)件上應(yīng)力的變化轉(zhuǎn)換為電阻的變化；壓電式壓力傳感器，它是利用某些材料（如壓電晶體等）的壓電效應(yīng)原理制成；電容式傳感器，它是利用電容兩極板之間的距離或面積發(fā)生變化時(shí)引起電容量變化的原理；電感式傳感器，它是利用線圈自感、互感的變化來檢測(cè)被測(cè)物理量；壓阻式傳感器，它是利用半導(dǎo)體電阻率與應(yīng)力之間的相互關(guān)系來實(shí)現(xiàn)檢測(cè)的。電阻應(yīng)變式傳感器又稱作應(yīng)變片。如圖是應(yīng)變片的外形和安裝圖。當(dāng)電阻絲被拉伸或壓縮時(shí)，它的阻值就發(fā)生相應(yīng)變化。將應(yīng)變片接成橋路，通過測(cè)量電路完成檢測(cè)任務(wù)。電阻應(yīng)變式傳感器的原理

是指能檢測(cè)光信號(hào)并能把光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)的元件。四、光傳感器

作用

分類光電發(fā)射效應(yīng)——光電管、光電倍增管、超正析象管；光電導(dǎo)效應(yīng)——硫化鎘光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管等；光電勢(shì)效應(yīng)——太陽電池、硒光電池等。光敏電阻是利用光電導(dǎo)制成的光電元件。某些半導(dǎo)體材料(如硒、硫化鎘等)在某一波長光線的照射下，本身的電阻就會(huì)改變。光敏電阻工作原理光敏電阻主要參數(shù)亮電阻RL：光敏電阻在有光線照射時(shí)(規(guī)定條件)的阻值；暗電阻RD：光敏電阻在室溫條件下，全暗后經(jīng)過一段時(shí)間所具有的阻值；最大功率損耗PMAX：環(huán)境溫度為25℃時(shí)的功率；最大外加電壓VMAX：在黑暗中可連續(xù)施加元件的最大電壓。1.光敏電阻光敏電阻實(shí)例光敏電阻應(yīng)用照相機(jī)自動(dòng)測(cè)光、光電控制、光控?zé)?、光控音樂IC、工業(yè)控制、電子玩具等。型號(hào)最大電壓VMAX最大功耗PMAX光譜峰值λ亮電阻RL暗電阻RD響應(yīng)時(shí)間tr

tfGL5528150V100mW540nm10~20kΩ1MΩ20mS30mS光敏晶體管有光敏二極管和光敏三極管；光敏二極管PN結(jié)無光照射反偏時(shí)電流很小，當(dāng)有光照射時(shí)，因PN結(jié)吸收能量使少數(shù)載流子濃度大增，電流增大；光敏三極管除了將光信號(hào)變?yōu)殡娏餍盘?hào)外，同時(shí)又將電流信號(hào)加以放大。光敏晶體管工作原理2.光電晶體管當(dāng)光線射到光敏二極管時(shí)，光敏二極管通過電流，使繼電器吸合，對(duì)其它設(shè)備進(jìn)行控制。光電開關(guān)放A1的作用是將光照度引起的電流變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)輸出；A2則是電壓/電流變換器，使電路輸出電流與照射到光敏二極管的光強(qiáng)度成正比；如果用輸出電流去控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，可以制成光自動(dòng)控制裝置。照度計(jì)光斷續(xù)器是將近紅外發(fā)光二極管與光敏三極管相對(duì)放置并封裝起來的器件；主要有透射式和反射式兩種封裝形式。光斷續(xù)器（光電斷路器）透射式：發(fā)光二極管窗口與光敏三極管的窗口正好相對(duì)，常用來檢測(cè)物體的有無、物體的移動(dòng)和轉(zhuǎn)速等。反射式：發(fā)射孔和接收孔位于同一側(cè)，常用于生產(chǎn)流水線的產(chǎn)品計(jì)數(shù)、智能電動(dòng)小車循跡或躲避障礙物的傳感器。光敏晶體管主要參數(shù)型號(hào)正向壓降VF(V)反向電流IR(μA)集電極暗電流ICEO(μA)集電極亮電流IL

(mA)飽和壓降VCE(V)響應(yīng)時(shí)間tr

tf

(μs)HT1511.25(IF=20mA)10(VR=3V)2(VCE=20V)4(VCE=5VIF=8mA)0.4(IF=8mAIc=0.4mA)55(IF=20mA

VCE=5V

Rc=100Ω)ST1781.25(IF=20mA)10(VR=3V)1(VCE=20V)0.4(VCE=5VIF=8mA)0.4(IF=8mAIc=0.15mA)1010(IF=20mA

VCE=5V

Rc=100Ω)光敏晶體管應(yīng)用紅外線遙控器；生產(chǎn)流水線產(chǎn)品計(jì)數(shù)；集中抄表系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集；位置、速度測(cè)量系統(tǒng)；傳真機(jī)、碎紙機(jī)等辦公設(shè)備。1+5VR1180R23.3kR34.7kR420k4093VO9014溫度是最常遇到的物理量，因此測(cè)溫傳感器使用非常廣泛而且種類繁多。分類（按測(cè)溫原理）體積熱膨脹：如水銀溫度計(jì)、雙金屬溫度計(jì)等；熱電阻：如鉑、銅、鎳等金屬熱電阻，半導(dǎo)體熱敏電阻等；熱電偶：如銅—康銅熱電偶；PN結(jié)溫度傳感器：如熱敏半導(dǎo)體二極管；集成溫度傳感器：如LM35、AD590，DS1820等。五、溫度傳感器

是一種用雙金屬片作為感溫組件的溫控器，屬于體積膨脹式溫度傳感器；正常工作時(shí)，雙金屬片處于自由狀態(tài)，觸點(diǎn)處于閉合/斷開狀態(tài)；當(dāng)溫度達(dá)到動(dòng)作溫度時(shí)，雙金屬片受熱產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力而迅速動(dòng)作，打開/閉合觸點(diǎn)，切斷/接通電路，從而起到控溫作用；廣泛應(yīng)用于家電領(lǐng)域和辦公設(shè)備中。1.突跳式溫控器鉑、銅、鎳等金屬的電阻隨溫度而變化，因此可通過測(cè)電阻值的變化測(cè)出溫度的變化。通常把這些金屬做成細(xì)絲繞在線圈架上；用金屬絲做成的溫度傳感器性能穩(wěn)定，精度高(可達(dá)0.15級(jí))，線性好，測(cè)溫范圍廣(鉑-259～1064℃，鎳-50～300℃，銅0～120℃)，它們的缺點(diǎn)是反應(yīng)慢、靈敏度差、價(jià)格貴等，一般用于工業(yè)測(cè)量；半導(dǎo)體材料制成的熱敏電阻，其阻值隨溫度變化比較顯著，具有升溫迅速、可靠、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)，所以獲得了廣泛的應(yīng)用，特別是在家電領(lǐng)域中。2.熱電阻式溫度傳感器熱電偶的工作原理是基于熱電效應(yīng)。即兩種不同材料的金屬兩端連接起來，組成一個(gè)閉合回路，如果兩端結(jié)點(diǎn)溫度不同，則回路中形成一定大小的電流；熱電偶有以下特點(diǎn)：測(cè)溫范圍廣(-269～2800℃)。由于它的輸出是一電勢(shì)信號(hào)，所以測(cè)量時(shí)一般不需外加電源，構(gòu)造簡單、使用方便、不易損壞。其缺點(diǎn)是終端要補(bǔ)償，靈敏度較低。3.熱電偶傳感器集成溫度傳感器實(shí)質(zhì)上是一種半導(dǎo)體集成電路。它利用晶體管的b－e結(jié)壓降VBE與溫度T之間呈線性關(guān)系實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的檢測(cè)；集成溫度傳感器線性好、精度適中、靈敏度高、體積小、使用方便，得到廣泛應(yīng)用；集成溫度傳感器輸出型式分為電壓輸出、電流輸出和數(shù)字量輸出三種。常見集成溫度傳感器：型號(hào)測(cè)溫范圍封裝輸出型式溫度系數(shù)LM35-55～+150℃TO-46TO-92(3端)電壓型10mV/℃AD590-55～+150℃TO-52(2端)電流型1μA/℃DS1820-55～+125℃PR35(3端)數(shù)字量0.5溫度/字4.集成溫度傳感器LM35封裝基本電路AD590封裝基本電路+15V100950AD590VO=1mV/K+15V27kAD581VO=100mV/KAD590+-36k2k91k10k-15V特點(diǎn)采用單總線結(jié)構(gòu)，通過一根I/O口線與主控CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)和命令的傳送；內(nèi)含溫度傳感器、ROM、RAM和I/O接口等，可以免去外加的運(yùn)算放大器和A/D轉(zhuǎn)換器等器件，使檢測(cè)電路得到簡化；測(cè)量結(jié)果可以由用戶程序設(shè)定為9、10、11或12位二進(jìn)制數(shù)，對(duì)應(yīng)溫度分辨率分別為0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃；有體積小、功耗低、性能穩(wěn)定、測(cè)量精度高等優(yōu)點(diǎn)，因此在溫度測(cè)控系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。DS18B20封裝對(duì)磁敏感的傳感器稱為磁性傳感器；磁性傳感器主要有干簧管、磁敏二極管、磁敏三極管、磁阻傳感器及霍爾元件等；霍爾元件以磁場作媒介，可直接檢測(cè)磁場、電流，還可檢測(cè)位移、振動(dòng)、速度、加速度、壓力、功率等多種物理量；霍爾元件的主要優(yōu)點(diǎn)是：可以實(shí)現(xiàn)非接觸式測(cè)量；當(dāng)磁場采用永磁體產(chǎn)生時(shí)，不需要附加電源；尺寸小、價(jià)格便宜、應(yīng)用電路簡單、可靠性高。六、

磁性傳感器

霍爾元件工作原理在用半導(dǎo)體材料做成的薄片上，制作四個(gè)歐姆接觸電極a、b、c、d，當(dāng)在Z軸方向上加一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場，若a、b端輸入控制電流I，則在c、d端就會(huì)產(chǎn)生電壓VH(霍爾電勢(shì))，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)；如果磁場B固定不變，則VH可反映電流I的變化；如果控制電流I固定不變，則VH可反映磁場B的變化；如果磁場B由移動(dòng)磁鐵產(chǎn)生，則VH可反映移動(dòng)磁鐵的位置；在測(cè)量系統(tǒng)中，霍爾元件常用于大電流測(cè)量。SS495A封裝形式把霍爾元件、溫度補(bǔ)償電路、放大器及穩(wěn)壓電源等做在一個(gè)芯片上然后封裝起來就構(gòu)成了霍爾傳感器；霍爾傳感器可分為線性和開關(guān)型兩種。1.線性霍爾傳感器線性型霍爾傳感器的輸出電壓與外加磁感應(yīng)強(qiáng)度之間是線性關(guān)系?；魻杺鞲衅鬏敵鎏匦缘湫蛻?yīng)用電路構(gòu)成電流檢測(cè)器+VS1輸出RLH23SS111A封裝形式2.開關(guān)型霍爾傳感器開關(guān)型霍爾傳感器的輸出電壓只有2種狀態(tài)。穩(wěn)壓電源AH+VSGNDVO123內(nèi)部電路組成包括穩(wěn)壓電源、霍爾元件、放大器、滯回比較器及OC輸出管等。工作原理類似于施密特反向器；當(dāng)外加磁感應(yīng)強(qiáng)度超過BOP時(shí)，傳感器輸出低電平；而當(dāng)外加磁感應(yīng)強(qiáng)度低于BRP時(shí)，傳感器輸出為高電平。VOH0.4VVOBOPBRP0BHB基本應(yīng)用電路+VS1RL1～2kH23VOSN轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)數(shù)測(cè)量裝置液位檢測(cè)和控制裝置超聲波傳感器一般采用壓電陶瓷晶片制成，它可以將加在其上的電信號(hào)，轉(zhuǎn)換為超聲機(jī)械波向外輻射；也可以將作用在其上的超聲機(jī)械波，轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)；超聲波檢測(cè)裝置包含有一個(gè)發(fā)射器和一個(gè)接收器。七、超聲波傳感器外形與符號(hào)T40-16：發(fā)射器；R40-16：接收器。1.

基本特性頻率特性超聲發(fā)射器的中心頻率f0處所產(chǎn)生的超聲機(jī)械波最強(qiáng)，產(chǎn)生的超聲聲壓能級(jí)也最高；超聲波接收器在f0處最尖銳，輸出電信號(hào)的幅度最大，接收靈敏度也最高；超聲接收器的頻率特性曲線和輸出端外接電阻R有很大關(guān)系，如果R很大，頻率特性是尖銳共振的；如果R較小頻率特性曲線變得平滑，并且最大靈敏度向稍低的頻率移動(dòng)。指向特性當(dāng)θ=0o時(shí)聲壓最大，角度逐漸增大時(shí)，聲壓減?。怀晜鞲衅鞯闹赶蚪且话銥?0o～80o。2.應(yīng)用電路發(fā)射電路用與非門組成的超聲波發(fā)射電路調(diào)制信號(hào)由G2輸入；G1、G2和電阻R、電容C組成多諧振蕩電路，電路的振蕩頻率f0近似等于1/(2.2RC)；G3為驅(qū)動(dòng)器，為超聲波發(fā)射器提供驅(qū)動(dòng)所需的電壓、電流信號(hào)。&&&STRS47kR12kC1000G174HC00G2G3調(diào)制輸入NE55534876215VCCR12kR23kR310kC14700pST調(diào)制輸入C20.01μ用555集成定時(shí)器組成的超聲波發(fā)射電路調(diào)制信號(hào)由555的4＃腳輸入；電路的振蕩頻率f0近似等于1.44/(R1+2R2)C；信號(hào)經(jīng)555的3＃腳輸出送超聲波發(fā)射器。接收電路由運(yùn)算放大器組成信號(hào)通過電容C1的耦合送入運(yùn)放同向端；R2、R3組成分壓電路，使運(yùn)放同相端的電位為1/2電源電壓；運(yùn)放將信號(hào)比例放大后輸出。用CMOS非門組成CMOS非門當(dāng)做放大器，它具有輸入阻抗高、功耗低、成本低、電路簡單等優(yōu)點(diǎn)；Cf為防止高頻自激而設(shè)，容量約取1000pF，具體數(shù)值在調(diào)整時(shí)確定。+-+12VR1100kR2100kR3100kC10.01μC24.7μR41kR51MVOSR+1SRVOViCfRf

水銀開關(guān)又稱傾側(cè)開關(guān)，是震動(dòng)開關(guān)的一種，以一接有電極的小巧容器儲(chǔ)存有一小滴水銀；因?yàn)橹亓Φ年P(guān)系，水銀水珠會(huì)向容器中較低的地方流去。如果水銀同時(shí)接觸到兩個(gè)電極的話，兩個(gè)電極便會(huì)閉合，否則，兩個(gè)電極處于斷開狀態(tài)。八、震動(dòng)傳感器1.

水銀開關(guān)基本構(gòu)造圖（a）是玻璃外殼水銀開關(guān)，缺點(diǎn)是玻璃外殼容易破碎；圖（b）是塑料外殼水銀開關(guān)，克服了玻璃外殼容易破碎的缺點(diǎn)；圖（c）是金屬外殼水銀開關(guān)，可承受較大的沖擊加速度。主要參數(shù)開關(guān)允許電流：一般合金絲電極最大允許電流為0.3～1A；使用溫度：可以在-35～+90℃溫度范圍之內(nèi)使用；開關(guān)接觸電阻：水銀開關(guān)電極間的接觸電阻<100mΩ。主要應(yīng)用廣泛應(yīng)用于杠桿開關(guān)、繼電器、安全報(bào)警及工程機(jī)械等方面；在高溫情況下使用有一定的危險(xiǎn)性；對(duì)人體及環(huán)境均有毒害，使用時(shí)避免破出，不用時(shí)也不要隨意丟棄。震動(dòng)開關(guān)也叫振動(dòng)開關(guān)、彈簧開關(guān)、震動(dòng)傳感器、搖晃開關(guān)，是在感應(yīng)震動(dòng)力時(shí)產(chǎn)生觸發(fā)動(dòng)作，并使電路啟動(dòng)工作的電子開關(guān)；在平時(shí)不受振動(dòng)時(shí)彈簧和觸發(fā)接腳間是不導(dǎo)通的，受到振動(dòng)后，彈簧抖動(dòng)接觸到觸發(fā)接腳從而通電產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)；廣泛用于玩具、鞋燈、防盜報(bào)警器、電子秤等各種電子產(chǎn)品上。2.

震動(dòng)開關(guān)大多數(shù)傳感器與系統(tǒng)之間的傳輸信號(hào)是模擬電壓信號(hào)或模擬電流信號(hào)。要充分發(fā)揮傳感器的特性，除了要正確選擇傳感器以外，還要設(shè)計(jì)合理的傳感器接口電路。在設(shè)計(jì)傳感器接口電路時(shí)主要涉及的問題有：模擬信號(hào)傳輸、信號(hào)轉(zhuǎn)換、非線性校正與溫度補(bǔ)償，以及干擾抑制問題。1.模擬信號(hào)傳輸九、傳感器接口電壓信號(hào)傳輸

當(dāng)傳送距離較遠(yuǎn)時(shí)，由于導(dǎo)線電阻的增大，則要求系統(tǒng)輸入端的輸入阻抗增大；增大輸入阻抗又易于引入干擾，因此電壓信號(hào)一般不適合作遠(yuǎn)距離傳輸；為了盡可能提高信噪比，現(xiàn)在的集成傳感器多把敏感元件與放大器集成在一起，將模擬電壓信號(hào)放大后進(jìn)行傳輸。電流信號(hào)傳輸

電流信號(hào)適合于遠(yuǎn)距離傳送。因?yàn)檫@樣可使用高輸出阻抗的傳感器，從而形成一個(gè)相當(dāng)于電流源信號(hào)傳輸回路；電流信號(hào)傳輸?shù)膰H標(biāo)準(zhǔn)是4～20mA的直流電流，供電電壓為24V；4～20mA電流傳輸可以采用專用集成芯片，如B-B公司的XTＲ101型小信號(hào)雙線變送器，AD公司生產(chǎn)的AD694等。傳感器的輸出信號(hào)在傳輸過程中，經(jīng)常需要進(jìn)行各種轉(zhuǎn)換。2.信號(hào)轉(zhuǎn)換電壓轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)如前所述，可采用XTＲ101、AD694等。電壓、電流轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)來傳送可提高系統(tǒng)的精度和抗干擾能力。因?yàn)檫@相當(dāng)于將模擬傳輸方式改成數(shù)字傳輸方式；電壓/頻率轉(zhuǎn)換集成芯片有LM331、AD654等。傳輸回路的阻抗變換在電壓信號(hào)傳輸中，當(dāng)傳感器的輸出阻抗比較高時(shí)，在傳輸過程中會(huì)產(chǎn)生信號(hào)衰減。為此在傳感器輸出端可接入一個(gè)高輸入阻抗和低輸出阻抗的匹配器；常用電路有帶自舉電路的射極輸出器、場效應(yīng)管的源極輸出器或用運(yùn)算放大器組成的阻抗匹配器等。3.非線性校正和溫度補(bǔ)償

許多傳感器輸出的電信號(hào)與被測(cè)物理量之間是非線性關(guān)系，會(huì)影響測(cè)量精度，因此需將此類信號(hào)作線性化處理；線性化處理可用硬件（加非線性器件）或軟件（查表）來實(shí)現(xiàn)。4.信號(hào)傳輸中的干擾抑制

傳感器的輸出信號(hào)通常比較小，在信號(hào)傳輸中干擾影響特別嚴(yán)重，因此要充分考慮對(duì)干擾的消除和抑制；常用的措施：①差分傳輸方式；②隔離傳輸方式；③屏蔽和濾波；④對(duì)通斷信號(hào)可接入具有遲滯特性的電路。2.3信號(hào)放大與變換電路一、集成運(yùn)算放大器應(yīng)用基礎(chǔ)集成運(yùn)放是模擬系統(tǒng)中一個(gè)應(yīng)用非常廣泛的單元電路，按集成運(yùn)放應(yīng)用特點(diǎn)可把它們分為通用集成運(yùn)放和專用集成運(yùn)放兩大類。通用集成運(yùn)放參數(shù)是按工業(yè)上的普通用途設(shè)定的，各方面性能都較差或中等，價(jià)格低廉；常用的有μA741、μA747、LM358、LM324、NE5532、AD508等。1.集成運(yùn)放的分類低漂移高精度型特點(diǎn)是失調(diào)、漂移都很小，噪聲很低、共模抑制比大；工作速度往往較低；典型產(chǎn)品有OP-07、OP-27、OP-37、μA725、ICL7650等。高速型增益帶寬乘積大、轉(zhuǎn)換速率高；常用于處理頻帶寬、變化速度快的信號(hào)；常用產(chǎn)品有LF357、LM318、OP-17、OP-37等。高輸入阻抗型輸入阻抗高（可達(dá)l012Ω以上）、輸入偏流小（低至幾個(gè)pA）；常用于積分及保持電路等；常用產(chǎn)品有LF353、LF357、CA3140、TL081/082/084等。高壓型供電電源、輸入信號(hào)范圍和輸出信號(hào)范圍較大；如LM343，其供電電源及輸入、輸出信號(hào)電壓達(dá)±34V。低功耗型本身功率損耗較?。豢捎糜陔姵毓╇娤到y(tǒng)；如μPC253功耗僅為1.8mW，而通用運(yùn)放μA741有50mW功耗。大功率型輸出信號(hào)有較大功率驅(qū)動(dòng)能力；可用于直接驅(qū)動(dòng)功率負(fù)載；如μA791可輸出高達(dá)1000mA驅(qū)動(dòng)電流。輸入失調(diào)電壓VOS：集成運(yùn)放輸入為0時(shí)輸出并不為0，為使輸出回到0，需在輸入端加入一非0的補(bǔ)償電壓，稱為輸入失調(diào)電壓，其值影響系統(tǒng)的零點(diǎn)誤差；輸入失調(diào)電壓溫漂?VOS/?T：輸入失調(diào)電壓的溫度系數(shù)，反映輸入失調(diào)電壓隨溫度而變化的程度；差模輸入電阻RIN：輸入差模電壓變化量與引起的輸入電流變化量之比，差模輸入電阻越大，運(yùn)放從信號(hào)源索取的電流越小；共模抑制比CMRR：表示了集成運(yùn)放對(duì)共模信號(hào)(通常是一種干擾信號(hào))的抑制能力，這一指標(biāo)在微弱信號(hào)放大場合非常重要；擺率(轉(zhuǎn)換速率)SR：是表示運(yùn)放所允許的輸出電壓VO對(duì)時(shí)間變化率的最大值，反映了集成運(yùn)放對(duì)信號(hào)變化速度的響應(yīng)能力；增益帶寬乘積GBW：開環(huán)差模增益與上限截止頻率的乘積，GBW通常是一個(gè)常數(shù)，從中可推出該運(yùn)放在實(shí)際工作條件下所具有的帶寬。2.集成運(yùn)放的主要參數(shù)集成運(yùn)放實(shí)例型號(hào)輸入失調(diào)電壓VOS

(mV)輸入失調(diào)電壓溫漂?VOS/?T(μV/℃)差模輸入電阻RIN(MΩ)共模抑制比CMRR(dB)擺率SR

(V/μS)增益帶寬乘積GBW(MHz)μA7412152900.50.3NE55320.550.3100910OP-070.060.5331200.30.6LM318431007015LF357351061005020為簡化分析，通常將集成運(yùn)算放大器看成一個(gè)理想運(yùn)算放大器，即：開環(huán)差模電壓增益AVD＝∞，輸入電阻RIN＝∞；當(dāng)集成運(yùn)放構(gòu)成負(fù)反饋放大器，且工作在線性范圍內(nèi)，則：V+＝V-，I+＝I-＝0；例：∵I+＝0

∴V-＝V+＝0∵I-＝0∴(Vi-0)/R1＝(0-Vo)/R2∴

Vo＝-(R2/R1)Vi3.集成運(yùn)放電路分析若無特殊要求，應(yīng)盡量選用通用型運(yùn)算放大器；對(duì)手冊(cè)中給出的運(yùn)放性能指標(biāo)應(yīng)有全面的認(rèn)識(shí)，不要盲目片面追求指標(biāo)的先進(jìn)；各種參數(shù)指標(biāo)是在一定的測(cè)試條件下測(cè)出的，如果使用條件和測(cè)試條件不一致，則指標(biāo)的數(shù)值也將會(huì)有差異；做弱信號(hào)放大時(shí)，應(yīng)特別注意選用低失調(diào)、低噪聲系數(shù)、高精度的運(yùn)算放大器，同時(shí)應(yīng)保證運(yùn)放同相端與反相端對(duì)地的等效直流電阻的匹配與平衡等；用于直流放大時(shí)，必須妥善進(jìn)行調(diào)零；為了消除運(yùn)算放大器的高頻自激，應(yīng)參照推薦電路在規(guī)定的消振引腳之間接人適當(dāng)電容消振，同時(shí)應(yīng)盡量避免兩級(jí)以上放大級(jí)級(jí)連，以減小消振困難。4.集成運(yùn)放選用要點(diǎn)二、常用放大電路帶偏移的放大電路1.反相輸入比例放大器電阻取值限制R1取值不能太小，否則信號(hào)源輸出電流較大，一般在1kΩ以上；R2取值不能太大，否則易受潮濕環(huán)境影響，一般在1MΩ以下；因此該電路不可能有較大的單級(jí)增益。帶偏移的放大電路2.正相輸入比例放大器不但具有放大作用，還可對(duì)信號(hào)起到平移的作用。特點(diǎn)3.增益大于1的反相放大器單級(jí)電路獲得較大的放大倍數(shù)。4.反相加法器實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)輸入信號(hào)按權(quán)相加與放大的功能。5.差動(dòng)放大電路當(dāng)R2/R1＝R4/R3時(shí)：可以實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入的差值信號(hào)進(jìn)行放大的功能。特點(diǎn)6.帶驅(qū)動(dòng)的反相放大器放大器各表達(dá)式與反相放大器相同，但此電路可以輸出更大電流。測(cè)量放大器又稱儀表放大器、數(shù)據(jù)放大器或橋路放大器；測(cè)量放大器具有全面高性能指標(biāo)，如高增益、高共模抑制比、高精度（低失調(diào)、低漂移）、高輸入阻抗、低輸出阻抗等；常用于熱電偶、應(yīng)變電橋、流量計(jì)量、生物測(cè)量以及其他有較大共模干擾的微弱差值信號(hào)的放大；常用測(cè)量放大器按性能分類有：通用型如AD620、INA114、INA131等，高精度型如AD522、INA128、AD624等，低噪聲低功耗型如INA102、INA103等，以及可編程型如AD526、PGA102、PGA204等。三、測(cè)量放大器原理A1和A2構(gòu)成第一級(jí)，由于A1和A2均為同相輸入，因此放大電路具有很高的等效輸入阻抗；第二級(jí)A3接成差動(dòng)形式（減法器），可把雙端輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成單端輸出；由于內(nèi)部電路完全對(duì)稱，因此可獲得很高的共模抑制比。+-R110kVO輸入-++-R110kRGR210kR210kR210kR210kR3100kR3100kR410kVIN+VIN-A1A2A3數(shù)據(jù)放大器參數(shù)差模增益型號(hào)輸入失調(diào)電壓VOS

(mV)輸入失調(diào)電壓溫漂?VOS/?T(μV/℃)差模輸入電阻RIN(MΩ)共模抑制比CMRR(dB)擺率SR

(V/μS)增益帶寬乘積GBW(MHz)μA7412152900.50.3NE55320.550.3100910OP-070.060.5331200.30.6LM318431007015LF357351061005020AD6200.030.31041301.21電壓/電流轉(zhuǎn)換器又稱跨導(dǎo)型放大器，常用于遠(yuǎn)距離傳送信號(hào)時(shí)，消除導(dǎo)線電阻的影響和外界干擾造成的誤差；電壓/電流轉(zhuǎn)換器以所接負(fù)載形式不同可以兩種類型：浮動(dòng)型和接地型。四、電壓/電流轉(zhuǎn)換器1.浮動(dòng)負(fù)載轉(zhuǎn)換器負(fù)載的兩個(gè)端點(diǎn)都不受約束；無論何種負(fù)載，輸出電流表達(dá)式都成立；圖（a）輸出電壓的有限范圍，圖（b）iO必須來自源vi本身。+-Vi+負(fù)載RiOVL-+-Vi-RiOVL+負(fù)載VOVO原理可見，負(fù)載電流IL與RL無關(guān)，滿足了恒流的要求；常用集成電壓/電流轉(zhuǎn)換器有XTＲ101、AD694等。2.接地負(fù)載轉(zhuǎn)換器輸入電流信號(hào)ii流過采樣電阻RS

，并在采樣電阻兩端產(chǎn)生輸出電壓信號(hào)：vO=RS·ii；當(dāng)輸入信號(hào)是一個(gè)非理想的電流源時(shí)，造成輸出電壓vO的衰減。五、電流/電壓轉(zhuǎn)換器簡單電路

vOiiRSRORSiivo

輸入電流ii流過電阻R，產(chǎn)生輸出電壓信號(hào)vO

=-R·ii；運(yùn)算放大器在輸入和輸出端都消除了負(fù)載效應(yīng)。用運(yùn)放來實(shí)現(xiàn)的電路高靈敏度I/V轉(zhuǎn)換器高靈敏度的應(yīng)用可能會(huì)要求不現(xiàn)實(shí)的大阻值電阻；這個(gè)電路是靠倍乘因子k是來增加R的。這樣就可以從一個(gè)合理的R值出發(fā)，然后乘以所需要的k值來實(shí)現(xiàn)高靈敏度。vO=-k·R·ii

+-iiRvo+-iiRvoR1R2v11.積分電路2.差動(dòng)積分電路六、積分、微分、濾波電路對(duì)輸入信號(hào)按時(shí)間積分的電路。對(duì)輸入的差分信號(hào)按時(shí)間積分的電路。集成運(yùn)算放大器除了可以構(gòu)成信號(hào)放大電路外，還可以構(gòu)成各種類型的信號(hào)處理電路。3.微分電路4.一階慣性環(huán)節(jié)對(duì)輸入信號(hào)按時(shí)間微分的電路。等效為一階低通濾波電路。5.壓控低通有源濾波電路截止頻率（或中心頻率）調(diào)節(jié)方便；可提供通帶內(nèi)一定的增益；輸出阻抗低；便于級(jí)聯(lián)組合成高階濾波器，或組合成帶通或帶阻濾波器；受運(yùn)放帶寬的限制，RC有源濾波器僅適用于低頻范圍。RC有源濾波器特點(diǎn)改善了二階低通有源濾波器的通帶特性；直流增益A＝1+R3/R4應(yīng)小于3，否則會(huì)產(chǎn)生自激振蕩；截止頻率：壓控低通有源濾波電路特點(diǎn)6.壓控高通有源濾波電路將壓控低通有源濾波電路中的R1與C1、R2與C2位置互換，就構(gòu)成高通有源濾波電路；截止頻率：7.無限增益低通濾波電路這種濾波電路不會(huì)因?yàn)橹绷髟鲆鍭=-R2/R1過大而產(chǎn)生自激振蕩；截止頻率：8.無限增益高通濾波電路將無限增益低通濾波電路中的電阻與電容互換，就構(gòu)成無限增益高通有源濾波電路；截止頻率：1.電壓比較器七、電壓比較器與施密特觸發(fā)器放大、積分、濾波等電路都工作在線性狀態(tài)，電壓比較器和施密特觸主要工作在飽和與截止?fàn)顟B(tài)；主要作用是對(duì)模擬系統(tǒng)中采集的頻率量或開關(guān)量做放大與整形。電壓比較器的作用是將它的一個(gè)輸入端上的電壓vP，與另一個(gè)輸入端上的電壓vN進(jìn)行比較；根據(jù)：vP<vN或vP>vN輸出可以是一個(gè)低電壓VOL或高電壓VOH。+-CMPVOVCCVEEVPVNVDVOVOHVOLVD0比較器的速率用響應(yīng)時(shí)間來表征，也稱為傳播延遲tPD，是從輸入某一預(yù)定的階躍電壓信號(hào)開始，到完成輸出轉(zhuǎn)換的50％所需要的時(shí)間；當(dāng)速率不再是重要因素時(shí)，運(yùn)算放大器可以成為一個(gè)極好的比較器。比較器響應(yīng)速率+-CMPVOViViVOD-100mVt0VOtPD50％t0VOHVOL運(yùn)放構(gòu)成比較器的缺點(diǎn)由于運(yùn)算放大器的轉(zhuǎn)換速率限制，輸出是要延遲一段時(shí)間，例如采用741運(yùn)算放大器，tR=Vsat/SR=(13V)/(0.5V/μs)=26μs；輸出飽和電平對(duì)于數(shù)字電路的接口來說通常無法接受。當(dāng)vP<vN時(shí)，輸出三極管Q處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)，可以吸收50mA的電流；當(dāng)vP>vN時(shí)，Q處于截止?fàn)顟B(tài)，漏電流一般為0.2nA，可忽略不計(jì)；三極管Q的集電極和發(fā)射極都連接到了器件的引腳上，因此可以對(duì)Q進(jìn)行自定偏置。LM311工作原理另一類高增益放大器就是集成電壓比較器。LM311典型應(yīng)用輸入信號(hào)范圍取決于VCC和VEE，當(dāng)VCC

=+15V，VEE=-15V時(shí)，VP、VN允許范圍為-14.7~+13.8V；輸出信號(hào)范圍取決于VCC(logic)

和VEE(logic)

，當(dāng)VCC(logic)=5V和VEE(logic)=0V時(shí)，VO可以兼容TTL和CMOS電平。+1VOVCCRCVPVNVEE-VCC(logic)VEE(logic)23478311+1VORCVP<VN-VCC(logic)VEE(logic)237VCE(sat)311+1VORCVP>VN-VCC(logic)VEE(logic)237311其他電壓比較器LM393：雙電壓比較器，LM339：四電壓比較器；LT1016、LT1719：高速的電壓比較器。2.施密特觸發(fā)器在運(yùn)算放大器上用一個(gè)分壓器來提供正直流反饋，構(gòu)成反相施密特觸發(fā)器；可以把這個(gè)電路看成一個(gè)反相型閾值檢測(cè)器，它有兩個(gè)可能的閾值；觀察電壓轉(zhuǎn)移曲線可以發(fā)現(xiàn)，在曲線垂直部分上的移動(dòng)只能按順時(shí)針方向進(jìn)行；這種有兩個(gè)單獨(dú)的躍變點(diǎn)的VTC稱為磁滯現(xiàn)象，將磁滯寬度定義為：ΔVT=VTH–VTL。反相施密特觸發(fā)器把vI接在了同相輸入端上，構(gòu)成同相施密特觸發(fā)器；電壓轉(zhuǎn)移曲線在垂直線段上的移動(dòng)必須按照逆時(shí)針方向進(jìn)行；磁滯寬度：同相施密特觸發(fā)器消除抖動(dòng)：施密特觸發(fā)器的應(yīng)用比較器抖動(dòng)：利用磁滯現(xiàn)象消除抖動(dòng)：2.4信號(hào)的模/數(shù)轉(zhuǎn)換載有信息的變量通常是以模擬量的形式表示的。為了便于處理、傳輸和存儲(chǔ)，需要將這些信息轉(zhuǎn)換為用數(shù)字量形式；與模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路相關(guān)的還有采樣/保持電路和多路模擬開關(guān)等。在多路和多參數(shù)的采集、控制系統(tǒng)中，通常采用公共的采樣/保持電路及A/D轉(zhuǎn)換電路，有時(shí)甚至可將某些放大電路共用；每一路都單獨(dú)采用各自的輸入回路，不僅成本比單路成倍增加，而且會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)體積龐大；由于模擬器件、阻容元件參數(shù)特性不一致，每路單獨(dú)采用一個(gè)回路對(duì)系統(tǒng)的校準(zhǔn)也會(huì)帶來很大困難。要實(shí)現(xiàn)這種設(shè)計(jì)，往往要采用多路模擬開關(guān)。一、多路模擬開關(guān)干簧管或繼電器：動(dòng)作速度慢，可靠性差，壽命短；多路數(shù)據(jù)選擇器：傳輸過程電壓幅度有一定變化，用于對(duì)多路數(shù)字信號(hào)選擇；多路模擬開關(guān)：CMOS多路模擬開關(guān)傳輸非線性失真小，精度高，功耗低，可用于模擬信號(hào)傳輸。CMOS傳輸門。1.多路開關(guān)的類型2.多路模擬開關(guān)原理通道數(shù)量；通道數(shù)量需要滿足信號(hào)采集和控制路數(shù)的要求；通道越多，漏電流越大，通道間的干擾也越多。泄漏電流：泄漏電流越小越好；切換速度：對(duì)于傳輸快速度化的信號(hào)，要求切換速度高；開關(guān)電阻：與開關(guān)串聯(lián)的負(fù)載為低阻抗時(shí)，應(yīng)選擇導(dǎo)通電阻足夠低的多路模擬開關(guān)；其他：參數(shù)的漂移性、每路電阻的一致性及開關(guān)的使用壽命等。3.多路模擬開關(guān)的主要參數(shù)型號(hào)CD4066CD4051CD4052CD4053CD4067CD4097通道數(shù)量4個(gè)獨(dú)立8選1雙4選1三2選116選1雙8選1電源電壓（V）3～18數(shù)字3～20模擬20VP-P數(shù)字3～20模擬20VP-P數(shù)字3～20模擬20VP-P3～183～18導(dǎo)通電阻（Ω）250470470470470470通道電阻差（Ω）251515151515泄露電流（nA）0.050.010.010.010.10.1平均傳輸延遲時(shí)間（ns）203030303030封裝DIP14、SOP14DIP16、SOP16DIP16、SOP16DIP16、SOP16DIP24、SOP24DIP24、SOP24應(yīng)該說明的是：處理微小電壓信號(hào)時(shí)，由于信號(hào)十分微弱，因而集成化多路模擬開關(guān)往往不能有效地傳遞所需信號(hào)；使用繼電器一類的接點(diǎn)開關(guān)是比較方便和比較理想的。4.常用多路模擬開關(guān)采樣/保持電路是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中常用的一個(gè)部件，常用于逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器的前端，用于保證A/D轉(zhuǎn)換的精度。當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，電容CH充電達(dá)到輸入信號(hào)電平；當(dāng)開關(guān)斷開后，電容器保持這個(gè)電平。二、采樣/保持電路1.工作原理捕獲時(shí)間TACTAC為接到采樣命令（t0）到vo能在規(guī)定的誤差范圍內(nèi)跟蹤vi的時(shí)間（t1）之間的時(shí)間；采樣脈沖寬度必須大于捕獲時(shí)間TAC?？讖綍r(shí)間（TAP）又稱斷開延時(shí)時(shí)間，指發(fā)出保持命令（t2）到開關(guān)真正斷開（t3）這一小段延遲時(shí)間；在孔徑時(shí)間內(nèi)，輸入模擬信號(hào)的任何變化都會(huì)引入誤差，稱作孔徑誤差。保持電壓下降在保持期間，電容器CH的電荷緩慢泄放，造成輸出電壓下降。2.主要參數(shù)CH品種外接保持電容CH要選用低泄露電流的高質(zhì)量的電容器，如聚苯乙烯電容、聚四氟乙烯電容、云母電容等；CH電容值CH電容值要根據(jù)輸入信號(hào)的頻率和轉(zhuǎn)換精度要求來選擇，CH太大有利于保持但不利于跟蹤，太小則有利于跟蹤卻不利于保持；例如，查閱AD582數(shù)據(jù)手冊(cè)，當(dāng)CH=100pF時(shí)，TAC=6μS，=±0.1％；當(dāng)CH=1000pF時(shí)，TAC

=25μS，=±0.01％。3.應(yīng)用中的幾點(diǎn)說明根據(jù)采樣定理：采樣頻率必須大于模擬信號(hào)頻譜中最高頻率成分的兩倍以上?？紤]到采集精度：轉(zhuǎn)換期間信號(hào)的變化范圍不能超過允許值，會(huì)對(duì)輸入信號(hào)的最高頻率有十分嚴(yán)格的限制?！纠浚河幸粩?shù)據(jù)采集系統(tǒng)，10位逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換時(shí)間Tconv＝10μs，試分析接入采樣/保持器的作用。【解】：1.根據(jù)采樣定理，fi（max）

<1/（2Tconv）=50kHz； 2.考慮轉(zhuǎn)換精度，要求轉(zhuǎn)換誤差不大于1LSB，則：4.是否要接入采樣/保持電路的說明3.若在A/D之前接入采樣/保持器，設(shè)TAP=1ns，則：4.若采樣/保持器用AD582，且根據(jù)精度要求選取CH=100pF，則TAC=6μs，γ＝±0.1％，則：

Tconv’=TAC+TAP+Tconv≈10+6μs=16μs

再次運(yùn)用采樣定理：

fi（max）<1/(2Tconv’)≈31.25kHz5.綜合（3）、（4）分析：fi（max）<31.25kHz常用采樣/保持器芯片有：AD582、AD583、LF198、LF298、LF398等。常用采樣/保持器A/D轉(zhuǎn)換器是把模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的電路，是聯(lián)系模擬系統(tǒng)與數(shù)字系統(tǒng)的橋梁。按其變換原理分，主要有并行比較型、逐次逼近型和雙積分型等幾種；并行比較型：轉(zhuǎn)換速度最高，但高分辨率ADC價(jià)格昂貴，多用于低分辨率高轉(zhuǎn)換速度應(yīng)用場合；逐次逼近型：轉(zhuǎn)換速度快、價(jià)格適中，在對(duì)速度要求不是特別高的應(yīng)用場合應(yīng)用最為廣泛；雙積分型：轉(zhuǎn)換時(shí)間較長，但對(duì)交流干擾信號(hào)具有很強(qiáng)的抑制能力，在精度要求高而轉(zhuǎn)換速度慢的數(shù)字測(cè)量設(shè)備和儀表中廣泛使用。三、A/D轉(zhuǎn)換器（ADC）1.ADC分類分辨率是指ADC的輸出數(shù)碼變化一個(gè)LSB時(shí)，輸入模擬量的最小變化量，是對(duì)微小變化模擬量的分辨能力；分辨率＝VFS/2N，工程上常用相對(duì)滿量程的百分值來表示，即：分辨率＝1/2N×100％。例如上述的10位分辨率為0.1%，因此，也可直接用輸出的位數(shù)來表示分辨率。精度（誤差）量化誤差：由于ADC的輸出位數(shù)有限而造成的，一般為±1/2LSB；零誤差：也稱偏移誤差，指的是產(chǎn)生零代碼的非零平均模擬輸入值；滿量程誤差：也稱增益誤差，指的是ADC在輸出滿量程時(shí)的誤差；線性誤差：也稱非線性度，它表示了實(shí)際ADC輸出各代碼中點(diǎn)連線與理想直線的偏離程度；滯后誤差：是指使輸出數(shù)碼變化相同數(shù)量時(shí)，輸入模擬量增加或減小的量的差別。2.ADC的主要技術(shù)指標(biāo)轉(zhuǎn)換時(shí)間是指ADC從啟動(dòng)轉(zhuǎn)換到轉(zhuǎn)換完成所需的總時(shí)間；轉(zhuǎn)換時(shí)間與ADC的轉(zhuǎn)換原理有關(guān)。根據(jù)誤差