第10章脉冲电路与ADDA

1、2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.1,第十章：脉冲电路与AD/DA,本章内容： 10.1 单稳态触发器 10.2 门电路多谐振荡器和555定时器 10.3 AD/DA 10.4 电子测量系统,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.2,数字电路工作信号：离散的脉冲信号，最常用的是矩形波。,脉冲电路,双稳态电路：又称为双稳态触发器或双稳开关，具有两个 不同的稳定状态。,单稳态电路：又称为单稳态触发器或单稳开关，具有一个 稳态和一个暂稳态。暂稳态在经过一定的

2、时间后自动回到稳态。,无稳态电路：又称为多谐振荡器，没有稳定的状态，用于 产生矩形波。,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.3,10.1 单稳态触发器(monostable trigger),单稳态触发器：有一个稳态和一个暂稳态；在触发脉冲作用下，触发器由稳态翻转到暂稳态；暂稳状态维持一段时间后，会自动返回到稳态。,外界触发,自动返回,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.4,一、用门电路组成的微分型单稳态触发器,1、电路结构,用与非门（非门）构成单稳态

3、触发器的典型电路如右图所示。,单稳态触发器的暂稳态过程是通过RC电路的充、放电来完成的。由于图中RC电路接成微分形式，故该电路属于微分型单稳态触发器。,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.5,2、工作原理,、稳态,UH,UL,没有触发信号时，ui为高电平。 G2输入端通过R接地，ui2为低电平。,电容两端电压接近零，电路状态稳定。,0,0,1,1,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.6,、外加触发信号，电路由稳态翻转到暂稳态,当输入端有负向脉冲输入时，

4、u01产生正跳变，电容C上的电压不能突变，故ui2与uo1近似相等，uo输出低电平。电路处于暂稳态。,0,0,1,1,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.7,、由暂稳态自动返回稳态,u01正跳变后，开始对电容C充电，ui2开始下降，当ui2下降到G2门的阈值电平Uth时，G2产生正跳变，u0为高电平，若此时ui回到高电平，则u01为低电平，电容C通过G1放电到接近零。电路回到稳态。,tw,Uth,0,0,1,1,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.8,

5、、输出脉冲宽度tW的计算,电阻R上的电压uR为：,当ttW时，,又,代入，解得：,高电平电压,阈值电压,若,则,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.9,二、集成单稳态触发器,集成单稳态触发器,不可重复触发型：如74121、74221；,可重复触发型：如74122、74123,tW,t,0,ui,t,0,uo,t,0,uo,tW,不可重复触发,可重复触发,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.10,以TTL集成单稳态触发器74121为例。,1、电路结构,2

6、020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.11,、输入控制电路,G1G4组成输入控制电路，实现上升沿或下降沿触发。,上升沿触发：正触发信号接B端；A1、A2至少有一个为低电平时才允许触发。,下降沿触发：负触发信号接A1或A2端，另一个接高电平； B端为高电平时才允许触发。,G2、G3构成SR触发器，配合 用于使G4输出正向窄脉冲。,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.12,、单稳态触发器,G5G7组成微分型单稳态触发器，Cext、Rext为外接元件，Rint为

7、内部电阻。,符号,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.13,2、工作原理,、稳态,没有触发脉冲时，G4输出低电平；G7输入端接高电平，输出为低电平。,稳态时，,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.14,、暂稳态,触发脉冲到来时，G4输出高电平；G5输出高电平， G6输出低电平。VCC开始对电容Cext充电。电路进入暂稳态。,此时，,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.15,、由暂稳

8、态自动返回稳态,此时，,当电容电压升高到G7的阈值电平时，G7输出低电平；G5输出低电平， G6输出高电平。暂稳态结束，电路回到稳态。,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.16,工作波形,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.17,74121 RC延迟电路的连接方法,使用外接电阻接法,使用内部电阻接法,输出脉宽：,取值范围：,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.18,三、单稳态触发器

9、的应用,1、定时与延时,ui,uA,uB,u0,tW,、定时,当uB=1时，与门打开，u0=uA。 当uB=0时，与门关闭，u0为低电平。与门打开的时间是单稳电路输出脉冲uB的宽度tW。,、延时,图中，uB的下降沿比ui的下降沿滞后了时间tW。,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.19,2、消除噪声,调节单稳态输出脉冲宽度大于噪声脉冲宽度，可以消除噪声影响。,噪声,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.20,3、整形,单稳态触发器能够把不规则的输入信号u

10、i，整形成为幅度和宽度都相同的标准矩形脉冲u0。u0的幅度取决于单稳态电路输出的高、低电平，宽度tW决定于暂稳态时间。,ui,u0,t,0,t,0,阈值电压,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.21,10.2 门电路多谐振荡器和555定时器,一、门电路构成的多谐振荡器,1、环形振荡器,将奇数个与非门首尾相接，可构成一个简单的环形振荡器。,u0,优点：结构简单，元件单一。 缺点：频率太高（几十MHz），不可调整。,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.22

11、,2、非对称式的多谐振荡器,、工作原理,初态：u00，电容两端电压差为零。,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.23,、第一暂稳态的自动翻转,由于电容两端没有电压差，可视为短路。而u0=0，则uo11，称为第一暂稳态。 u01开始对C充电，时间常数1为：,t,0,u01,t,0,ui,t,0,u0,当充到ui达到阈值电压Uth时，G1翻转，u010，u01。电路进入第二暂稳态。,Uth,R01H为G1的高电平输出电阻， R02L为G2的低电平输出电阻。,2020/6/22,School of Physics, Peking

12、 University,第十章 No.24,、第二暂稳态的自动翻转,u010，u01，C开始放电并反向充电，时间常数2为：,当ui下降到阈值电压Uth时，G1翻转，u011，u00。电路又进入第一暂稳态。,如此反复，形成振荡。,t,0,u01,t,0,ui,t,0,u0,Uth,R02H为G2的高电平输出电阻， R01L为G1的低电平输出电阻。,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.25,、振动周期计算,t,0,ui,t,0,u0,Uth,t1,t2,VDD为电源电压。,输出信号的周期为：,若,则,2020/6/22,Sch

13、ool of Physics, Peking University,第十章 No.26,3、对称式多谐振荡器*,t,0,u01,t,0,ui2,t,0,u0,t,0,ui1,当R1R2R，C1C2C时，,输出信号的周期为：,G1,G2,u0,u01,ui1,R1,C1,R2,C2,ui2,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.27,4、石英晶体多谐振荡器*,石英晶体等效电路,R1=R2 1k C 0.1F,输出信号为石英晶体的固有谐振频率。,优点：振荡频率稳定，精度高，常用作基准信号源。,2020/6/22,School o

14、f Physics, Peking University,第十章 No.28,二、555定时器及其应用,阈值输入,电压控制,触发输入,输出端u0,放电端,复位端,1、电路结构,555定时器原理图,分压器,电压比较器,不用时经0.01F电容接地,SR触发器,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.29,555定时器功能表,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.30,2、用555定时器构成施密特触发器,电路图,逻辑符号,2020/6/22,School of P

15、hysics, Peking University,第十章 No.31,t,0,ui,t,0,u0,2/3VCC,1/3VCC,工作波形,电压传输特性,回差：,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.32,0.01,+,C1,+,C2,VCC,6,5,4,3,2,1,8,5k,5k,5k,7,T,1,1,ui,u0,施密特触发器,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.33,3、用555定时器构成单稳态触发器,、稳态,用555定时器构成的单稳态触发器如图示，其

16、中R、C为定时元件。,ui无触发脉冲（高电平VCC），C2输出为0，VCC对电容C充电，当电容电压uc2/3VCC时，C1输出为1，SR触发器复位，使输出u00，T导通，电容C通过T放电到零。电路进入稳态。,u00，T导通，uc0,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.34,单稳态触发器,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.35,、暂稳态及其自动恢复,tw,VCC,2/3VCC,ui触发脉冲到来时，C2输出1，C1输出0，SR触发器置位，u01，T截止，

17、VCC开始对电容C充电，电路进入暂稳态。 当电容电压达到2/3VCC时，SR触发器又被复位，电路恢复到稳态。,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.36,、输出脉冲宽度,、最高工作频率 fmax,输出脉冲的最小周期为：,其中tre为恢复时间，,RCES为T的饱和导通电阻。,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.37,*、可重复触发的单稳态电路,ui输入负向脉冲，电路进入暂稳态，T导通，电容C放电，输入脉冲撤消后，T截止，电容C充电，在uC到达2/3VCC前

18、，又有新的触发脉冲，T将导通使电容C放电，输出维持在暂稳态。可作为失落脉冲检出电路。,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.38,*、脉冲宽度调制器,在电压控制端施加一个变化电压，单稳态电路可作为脉冲宽度调制器。 当控制电压升高时，555的阈值电压也升高，输出脉冲宽度增大；反之，输出脉冲宽度减小。,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.39,*、触摸、声控双功能延时灯,555和T1、R2、R1、C组成单稳定时电路，定时（即灯亮）时间约为1分钟。,2020/

19、6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.40,4、用555定时器构成多谐振荡器,电路图,初态：电容C电压uC为零。,C1输出0，C2输出1，SR触发器置位，T截止。VCC通过R1、R2对C充电。 当uC达到1/3VCC时， C1输出0，C2输出0，SR触发器保持置位状态，T截止，VCC通过R1、R2继续对C充电。电路进入第一暂稳态。,、工作原理,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.41,多谐振荡器,2020/6/22,School of Physics, Pekin

20、g University,第十章 No.42,工作波形,当uC达到2/3VCC时，C1输出1，C2输出0，SR触发器复位，u00，T导通，电容C通过R2放电。电路进入第二暂稳态。 当uC下降到1/3VCC时， C1输出0，C2输出1，SR触发器置位，u01，T截止，VCC通过R1、R2对C充电。电路又回到第一暂稳态。 如此反复，在输出端可得到矩形脉冲。,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.43,、输出脉冲周期,周期：,频率：,占空比：,2020/6/22,School of Physics, Peking Universi

21、ty,第十章 No.44,、占空比可调的多谐振荡器,占空比可调的多谐振荡器,当T1截止，VCC通过R1、D1对电容C充电； 当T1导通，电容C通过R2、D2放电。,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.45,*、双音门铃,C,S按下，C3充电，D1导通将R3短路，输出脉冲频率：,S放开，D1截止，输出脉冲频率：,S放开后，C3通过R4放电，当放电完毕，555的复位端有效，没有输出，门铃静止。,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.46,DAC输出范围：0

22、-(2n-1)UREF/2n 特点： 电路结构简单，元器件少； 各电阻值差别较大，在很宽的范围内保证每个电阻的精度有困难，制作 集成电路则更加不利，而且输出有建立时间。,一、D/A转换器（DAC：Digital-Analog Converter）,1、权电阻DAC,设,10.3 AD/DA,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.47,2、倒T形电阻网络DAC,特点： 电阻只有R、2R两种，便于集成； 各结点电位不变，转换速度快。,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第

23、十章 No.48,分辨率：用输入的二进制数码的位数给出，表示DAC在理论上可以达 到的精度。n位的DAC能给出2n个不同等级的输出模拟电压。 也可以用DAC能够分辨出的最小输出电压与最大输出电压之比给出，如10位DAC的分辨率可以表示成： 转换误差：由于UREF波动、运算放大器的零点漂移、模拟开关的导通 内阻和导通压降、电阻网中电阻值的偏差，造成DAC的实际转换特性与理想转换特性之间的最大偏差。常用最低有效位的倍数来表示，如：1LSB。,3、DAC的转换精度和转换速度,、DAC的转换精度,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No

24、.49,数字量输入,模 拟 量 输 出,理想,实际,数字量输入,模 拟 量 输 出,数字量输入,模 拟 量 输 出,比例系数误差,漂移误差,非线性误差,由UREF偏离标准值引起,由运算放大器的零点漂移引起,由模拟开关与电阻值的非理想引起,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.50,DAC的转换速度，通常用建立时间tset来表示。 tset是指大信号（输入从全0变成全1）工作状态下，从输入的数字量发生突变开始，到输出模拟电压进入稳态值相差1/2LSB范围以内的这段时间。手册上给出的为输入从全0跳变到全1时的建立时间，通常为0.

25、11.5us。,t,Uo,tset,1/2LSB,、DAC的转换速度,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.51,4、DAC的输出波形,DAC的输出波形,经过低通滤波器后的重建波形,LPS,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.52,二、A/D转换器（ADC：Analog-Digital Converter）,1、A/D转换的一般步骤,转换过程一般包括：采样、保持、量化、编码四个步骤。,A/D转换：将幅值连续、时间连续的模拟量转换为幅值离散、时间离散的数字

26、量。,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.53,、采样保持,模拟开关,保持电容,采样保持电路,CPs=1，采样；CPs0，保持。,保持时间：取样结果保持到下一个取样脉冲到来的时间间隔。电容C漏电流越小，保持时间越长。,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.54,取样定理：为了正确无误地用取样信号来表示模拟信号，采样信号必须有足够高的频率，为保证能从采样信号将原来的被采样信号恢复，必须满足 fs 2 fimax ，其中 fs 为采样频率，fimax 为被采

27、样信号最高频分量的频率。,fimax,还原时，使用低通滤波器可以从采样得到的样品信号还原成原始信号。要求低通滤波器的电压传输系数在低于 fimax 的范围内保持不变，而在 fs - fimax以前应迅速下降为0。,fs-fimax,f,A(f),2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.55,、量化和编码,量化：任何一个数字量的大小只能是某个规定的最小数量单位的整数 倍，将取样电压表示为这个最小单位的整数倍的过程称为量化。所规定的最小单位称为量化单位（）。,量化误差：取样电压不能被整除，所引起的误差称为量化误差。,模拟电平 1V

28、 7/8 6/8 5/8 4/8 3/8 2/8 1/8 0V,二进制码 111 ：7=(7/8)V 110 ：6=6/8 101 ：5=5/8 100 ：4=4/8 011 ：3=3/8 010 ：2=2/8 001 ：1=1/8 000 ：0=0V,模拟电平 1V 13/15 11/15 9/15 7/15 5/15 3/15 1/15 0V,二进制码 111 ：7=(13/15)V 110 ：6=11/15 101 ：5=9/15 100 ：4=7/15 011 ：3=5/15 010 ：2=3/15 001 ：1=1/15 000 ：0=0V,舍尾取整法：量化误差max=+1,四舍五入

29、法：量化误差max=/2,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.56,编码：将量化的数值用二进制代码表示，称为编码。,对双极性模拟电压的量化和编码（补码）,t,uI(V),3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0 -0.5 -1.0 -1.5 -2.0 -2.5 -3.0 -3.5,011 010 001 000 111 110 101,101 111 001 011 011 010 001 (-3) (-1) (+1) (+3) (+3) (+2) (+1),2020/6/22,School of Phy

30、sics, Peking University,第十章 No.57,2、并行比较型ADC,直接型A/D转换器； 输入模拟电压范围： 0UREF 比较器完成量化操作： 量化单位：2/15 UREF 量化误差：1/15 UREF,3位并行比较ADC,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.58,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.59,特点： 转换速度快，小于50ns； 可以不用附加取样保持电路； 需要很多的比较器和寄存器(（2n-1）对)。,编码器逻辑表达式

31、：,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.60,3、逐次渐进型ADC,逐次渐进ADC结构框图,反馈比较型A/D转换器； 转换过程： 转换开始前寄存器清零；在脉冲时钟的控制下，控制电路先将寄存器最高位置1，进行D/A转换， 并与Uo比较，若：UoUi，去掉；然后将次高位置1，再进行比较，直到最低位比较完。 为减小量化误差，会令DAC的输出 产生-/2的偏移量。,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.61,转换前，FA、FB、FC清零，环形寄存器置成Q1Q2Q

32、3Q4Q5=10000。 转换控制信号变成高电平后，转换开始。 1st CP，FA置1，FB、FC复位，QAQBQC=100。DAC输出与uI比较，若uI较大，uc=0；若uI较小，uc=1。同时移位寄存器右移一位，变成Q1Q2Q3Q4Q5=01000。,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.62,特点： 转换时间：n+2 个时钟周期； 转换速度适中，1100s； A/D转换器位数较多时，电路规模比并行比较型小得多，属常用电路。,2nd CP，FB置1，FC不变。若uc=0，FA保持，uc=1，FA复位，DAC输出与uI比较

33、。同时Q1Q2Q3Q4Q5=00100。 3rd CP，FC置1，FA不变。若uc=0，FB保持，uc=1，FB复位，DAC输出与uI比较。同时Q1Q2Q3Q4Q5=00010。 4th CP，FA、FB不变。若uc=0，FC保持，uc=1，FC复位。此时QAQBQC就是转换结果。同时Q1Q2Q3Q4Q5=00001。由于Q5=1，门G6、G7、G8打开，将转换结果送到输出端。 5th CP，Q1Q2Q3Q4Q5=10000， 返回初试状态，同时Q5=0，门G6、G7、G8关闭，转换输出信号消失。,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第

34、十章 No.63,4、双积分型ADC,间接型A/D转换器（VT） 输入模拟电压范围： 0UREF,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.64,特点： 工作性能稳定，对积分器中的R、C要求不高； 抗干扰能力强，积分能有效抑制平均值为零的各种噪声信号； 转换速度慢，几十ms。,工作原理： 转换前，计数器清零，S0闭合，C放电； 积分1：S1接通uI，积分器对uI进行固定时间 (T1：计数器满计数)积分，结束后，积分 器输出与uI成正比的负电压； 积分2：计数器满计数后，FFC输出翻转使S1接 通-UREF，积分器反向积分，同时计

35、数器开始计数，当积分器输出为0时，计数停止，与uI成正比的计数结果即为数字输出信号。,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.65,分辨率：用二进制或十进制数字的位数表示，说明ADC对输入信号 的分辨能力。n位二进制输出的ADC能区分输入模拟电压的2n个不同等级。 转换误差：由于UREF波动、比较器和电 阻等的偏差，造成ADC实际转换 特性与理想转换特性之间的最大 偏差。用最低有效位的倍数来表 示，如：1LSB。,5、ADC的转换精度和转换速度,、ADC的转换精度,2020/6/22,School of Physics, Pe

36、king University,第十章 No.66,A/D转换器的转换速度，主要取决于转换电路的类型。 8位并行比较型ADC的转换速度小于：50ns； 8位逐次渐近型ADC的转换速度：1us100us； 双积分型A/D的转换速度最低：几十ms几百ms。,、ADC的转换速度,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.67,一、电子测量系统概述,电子测量：以电子技术为基本手段，对各种电量或非电量进行测量。,10.4 电子测量系统,1、电子测量技术,背景：传感器技术、电子和微电子技术、计算机技术,能量测量：电压、电流、功率、电场强度,

37、电路参数测量：电阻、电感、电容、阻抗、品质因数、损耗率,信号特性测量：频率、周期、时间、相位、调制系数、失真度、 噪声、数字信号的逻辑状态,电子设备性能测量：放大倍数、通频带、选择性、衰减、灵敏度、信噪比,特性曲线测量：幅频特性、相频特性、器件特性,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.68,滤波,放大,传感器,控制器,ADC,显示,2、电子测量系统的一般框图,传感器：非电量微弱电信号（mA、mV）,放大：放大微弱电信号，集成运放电路,滤波：低通滤波器、带通滤波器,ADC：数字化，便于计算机处理,控制和显示：信号处理、存储和

38、显示，核心为微处理器或计算机,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.69,3、以CPU为核心的电路系统*,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.70,、前向通道,信号,模拟信号（V、I）：隔离/放大 滤波 A/D 数字信号（开关、数字）：放大整形 隔离,隔离：光电隔离（数字/模拟）；变压器（模拟） 放大：运算放大器（低噪声：NE5532） 滤波：RC有源滤波器,并行比较：速度高，精度差 逐次逼近：快、抗干扰差 双积分：慢、抗干扰好,A/D,传感器、变送器：

39、,I：0mA10mA、4mA20mA U：05V、15V,任务：对原始信号进行信号处理和采集。,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.71,、后向通道,输出,隔离 功率驱动（开关量、数字量） D/A 滤波 隔离 功放（模拟量）,功率驱动：功率管、达林顿管、继电器、场效应管,D/A：权电阻、电阻网络,功放：甲类、乙类、丙类、功放模块,任务：提供足够功率的输出驱动信号。,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.72,、人机通道,任务：完成人机交互功能。,键盘、红

40、外遥控、触摸屏,显示：LED、LCD、CRT,打印机接口 8279、8255,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.73,、相互通道,任务：与其它电路系统进行通信。,信道,有线： 无线：,长线传输的驱动、匹配、隔离,通信规程：ARQ反馈重发等,基带：RS232（15m/19.2K）、422/485（1km/115.2K） 调制：modem（FSK、PSK）等,modem（FSK、GMSK）等,RS232异步通信：8250/16C550,2020/6/22,School of Physics, Peking Universit

41、y,第十章 No.74,4、设计、元器件选择、调试*,任务书,子系统,子系统,子系统,电路,电路,电路,总体框图,功能要求 总体框图 子系统 单元电路 选芯片 原理图 电路仿真 PCB图 单元调试 系统调试 反复,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.75,虚拟仪器： National Instruments (NI) Virtual Instruments (VI) 数据采集卡+LabVIEW 图形化开发环境 性能高、扩展性强、开发时间少、出色的集成功能 ,电路系统计算机辅助设计（电路仿真）： Cadence OrCAD

42、是计算机辅助设计软件，共有四部分内容 1、Capture CIS 电路原理图设计软件 2、Pspice A/D 数/模混合仿真软件 3、Express Plus COLD/FPGA设计软件 4、Layout Plus PCB设计软件,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.76,二、数字温度计,1、电路结构,传感器,放大,滤波,显示,基准电压,反相 缓存器,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.77,2、传感器和信号调整电路,D：玻璃封装开关二极管1N414

43、8，PN结电压温度系数-2mV/，在 -50150范围内线性良好。,调RA5使温度为0时u5=0V，则,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.78,3、集成双积分ADCMC14433,CMOS工艺制作的大规模集成电路，使用时只需要外加两个电阻和两个电容，即可组成AD转换器。 双电源供电（5V），工作电流小于2mA，功耗约8mW； 转换精度为0.05%； 电压量程有两档：200mV、2V。最大显示值分别为199.9mV和1.999V。量程与基准电压 相同。 具有自动调零和自动转换极性的功能。 芯片内部包含时钟振荡器，使用时只需

44、外接一个振荡电阻。也可以采用外接时钟信号方式工作，时钟频率范围大约为48kHz160kHz。 有多路调制的BCD码输出，可直接配计算机或打印机。 能获得超量程和欠量程信号，便于实现自动量程转换。 采用动态扫描显示方式，通常配合共阴极LED数码管使用。,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.79,原理图,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.80,输出时序图,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章

45、 No.81,物质的电特性，可分为电量和非电量两类； 非电量需要转换成与非电量有一定关系的电量，才可以用电路进行测量。 实现这种转换技术的器件称为：传感器； 传感器实现能量转换的理论基础就是利用物理、化学、生物学现象和效应 来进行能量形式的转换。 传感器通常由敏感元件和转换元件两部分组成：,敏感元件,转换元件,非电量信号,电信号,辅助电源,附录 传感器*,一、传感器概述,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.82,传感器按被测量的性质分类：,2020/6/22,School of Physics, Peking University,第十章 No.83,热电偶：两种不同材料的导体组成一个闭合回