信号转换与调理案例
《调制与解调技术》课件

研究不同解调技术的分类和应用领域。
二、调制技术
1
幅度调制(AM)
深入研究幅度调制的原理、特点和应用,重要性。
探索频率调制的原理、特点和在广播和
音频传输中的常见应用。
3
相位调制(PM)
了解相位调制的工作原理、特点和在通 信系统中的应用案例。
三、数字调制
数字调制分类
调制解调器分类
研究不同类型的调制解调器,如ADSL调制解调器和 光纤调制解调器。
五、总结
调制解调技术的应用
总结调制解调技术在不同领域中的广泛应用,如电信、广播、无线通信等。
未来发展趋势
展望调制解调技术的未来发展趋势,如5G通信、物联网等。
总体评价和建议
对调制解调技术进行综合评价,并提出进一步学习和研究的建议。
学习不同数字调制技 术的分类和在数字通 信中的应用。
常见调制方式
探索数字调制中常用 的调制方式,如PSK、 QAM等。
误码率理论
了解误码率理论的基 本概念和在数字通信 中的作用。
误码率测试
研究如何进行误码率 测试以评估数字调制 系统的性能。
四、调制解调器
调制解调器作用
探索调制解调器在通信系统中的作用和基本原理。
《调制与解调技术》PPT 课件
在这个PPT课件中,我们将学习调制与解调技术的基本概念、调制技术、数字 调制、调制解调器以及应用和未来发展趋势。
一、基本概念
调制原理
学习调制的基本原理,即将信息信号转换为适 合传输的载荷信号。
解调原理
了解解调的基本原理,即将调制后的信号转换 回原始信息信号。
调制分类
探索不同调制技术的分类和应用场景。
地面数字广播电视接收设备的信号处理与解调技术分析

地面数字广播电视接收设备的信号处理与解调技术分析随着科技的发展,数字广播电视接收设备已经成为我们日常生活中不可或缺的一部分。
这些设备通过接收数字信号并将其转换为可视化的图像和声音,使我们能够享受到更清晰、更高质量的电视节目。
本文将对地面数字广播电视接收设备的信号处理与解调技术进行详细分析。
一、数字信号处理技术地面数字广播电视接收设备的信号处理技术是这些设备能够正常工作的基础。
数字信号处理可以分为两个主要阶段:前端信号处理和数字信号解码。
前端信号处理的主要任务是对接收到的信号进行滤波、放大和频率转换等操作。
首先,信号经过电视天线接收到设备中,然后进入前端信号处理模块。
在接收设备中,需要对信号进行滤波以去除噪声和干扰信号,同时根据不同的电视制式对信号进行放大。
此外,由于不同地区的电视信号可能采用不同的频率,因此还需要进行频率转换,使得信号能够与后续的数字信号解调器匹配。
数字信号解码是指将经过前端信号处理的模拟信号转换为数字信号的过程。
这个过程包括两个主要的步骤:采样和量化。
采样是指将连续的模拟信号按照一定的频率进行离散化,将模拟信号转换为数字信号,以便于后续的数字处理。
量化是指确定每个采样点的离散级别,使得每个采样点都能够用一个数字表示。
通过采样和量化,原本连续的模拟信号被变换为离散的数字信号,以便于后续的数字信号处理。
二、数字信号解调技术地面数字广播电视接收设备的数字信号解调技术是将数字信号解码为可视化的图像和声音的关键。
数字信号解调主要包括两个步骤:通道解码和图像解码。
通道解码的任务是为了恢复原始的数字信号,去除因传输和接收过程引入的误差和失真。
在数字广播电视接收设备中,通常采用冗余编码技术来确保数据的完整传输。
冗余编码技术可以通过增加冗余比特来提高数据传输的可靠性和容错性。
通道解码器通过对接收到的冗余编码信号进行解码,还原出原始的数字信号,为后续的图像解码提供可靠的数据源。
图像解码的任务是将数字信号转换为可视化的图像和声音。
桥式信号调理芯片-概述说明以及解释

桥式信号调理芯片-概述说明以及解释1.引言1.1 概述:桥式信号调理芯片是一种关键的电子元件,用于对传感器的输出信号进行放大、滤波、线性化等处理,以便于后续的数据采集和处理。
它可以提高系统的精度、稳定性和抗干扰能力,广泛应用于工业控制、汽车电子、医疗设备等领域。
桥式信号调理芯片采用桥式传感器作为输入,通过电路设计和信号处理算法,将传感器输出的微弱信号转换成可靠的数字信号,从而实现对信号的精确测量和控制。
在现代工业自动化系统中,桥式信号调理芯片扮演着至关重要的角色,不仅提高了系统的性能,还降低了系统的成本和维护难度。
本文将对桥式信号调理芯片的原理、应用和发展趋势进行深入探讨,以期能够为读者提供更多关于这一领域的知识和见解。
1.2 文章结构本文将首先介绍桥式信号调理芯片的概念和原理,包括其在信号处理中的重要性和作用机制。
接着,将探讨桥式信号调理芯片在各个领域的应用,如工业控制、医疗设备和汽车电子等方面的具体案例。
最后,将分析桥式信号调理芯片的发展趋势,包括未来的技术发展方向和可能的应用场景。
通过对这些方面的全面讨论,读者将能够深入了解桥式信号调理芯片的重要性和前景。
1.3 目的:本文旨在探讨桥式信号调理芯片在电子领域中的重要性和应用价值。
通过对桥式信号调理芯片的原理、应用和发展趋势进行深入剖析,旨在帮助读者更好地理解其在各种电子设备中的作用和作用机制。
同时,通过对该领域的研究和探讨,本文也旨在引领读者对未来桥式信号调理芯片技术的发展趋势有更全面和深刻的了解。
希望通过本文的撰写,能够为相关领域的研究者和工程师提供一定的参考和启发,推动桥式信号调理芯片技术的进一步发展和应用。
2.正文2.1 桥式信号调理芯片的原理桥式信号调理芯片是一种用于传感器测量和传输的集成电路,主要用于处理传感器产生的微小电压信号。
其原理基于电桥的工作原理,电桥是一种用于测量未知电阻、电容或电压的电器仪表。
在桥式信号调理芯片中,通常采用四个电阻构成的电桥,其中包括两个被测量的传感器电阻和两个参考电阻。
电路中的信号混频与解调

电路中的信号混频与解调在现代通信系统中,信号的处理扮演着至关重要的角色。
信号混频与解调是其中关键的环节之一。
本文将介绍信号混频与解调的原理和应用。
一、信号混频信号混频是指将两个或多个不同频率的信号进行相互作用,生成新的信号。
这种技术广泛应用于通信领域的频率合成、频谱分析和信号处理等方面。
在电路中,信号混频通常通过使用混频器来实现。
混频器是一种非线性元件,它将两个输入信号相乘,然后输出其乘积的频率和幅度。
通过适当选择混频器的输入信号频率和振幅,可以实现信号的混频效果。
混频器可以分为乘法混频器和非线性混频器两种类型。
乘法混频器通过将两个输入信号相乘得到输出信号,而非线性混频器则利用非线性元件的特性来实现信号的混频。
二、信号解调信号解调是指将调制后的信号转换回原始信号的过程。
在通信系统中,调制技术广泛应用于信号传输,例如调幅(AM)、调频(FM)和相位调制(PM)等。
解调器是实现信号解调的关键设备。
解调器通过对接收到的调制信号进行处理,恢复出原始的模拟信号或数字信号。
常见的解调器有包络检测器、频率解调器和相位解调器等。
包络检测器广泛应用于调幅信号的解调。
它通过提取调幅信号的包络曲线,恢复出原始的基带信号。
频率解调器则主要用于调频信号的解调,它通过测量信号的频率变化来恢复原始信号。
相位解调器则适用于相位调制信号的解调,它通过测量信号相位的变化来还原原始信号。
三、应用案例信号混频与解调技术在通信系统中有广泛的应用。
例如,在无线电领域,混频技术可以将不同频段的信号进行混频合并,实现频率的转换和信号的传输。
在频谱分析中,可以利用混频技术将信号分解为不同频率的分量,从而进行频谱分析和信号处理。
另外,在数字通信系统中,解调器起着至关重要的作用。
通过解调器,数字信号可以在发送端进行调制后在接收端解调恢复为原始数据。
这种技术广泛应用于无线通信、广播和卫星通信等领域。
综上所述,信号混频与解调是现代通信系统中不可或缺的环节。
测控电路信号调制解调电路

PART 03
解调基本原理
解调定义及类型
解调定义
解调是从已调信号中恢复出调制 信号的过程。
解调类型
模拟解调和数字解调,根据调制 方式可分为调频解调、调相解调 和调幅解调。
解调过程
频率解调
01
通过改变电路参数,使回授信号的频率与调制信号一致,从而
恢复出调制信号。
相位解调
02
通过比较输入信号与回授信号的相位差,恢复出调制信号的相
多模式多频段支持
随着通信标准和频段的不同,调制解调电路需要支持多种标准和频 段,需要采用更灵活的软件可配置技术。
低功耗设计
在便携式和嵌入式应用中,低功耗设计是调制解调技术的关键挑战之 一,需要采用更有效的电源管理技术和低功耗设计方法。
技术前景展望
01
5G通信技术
随着5G通信技术的推广和应用,调制解调技术将发挥更加重要的作用,
PART 02
调制基本原理
调制定义
调制定义:调制是一种将低频信号(如声音、图像等)加载 到高频载波信号(如无线电波、光波等)上的过程,以便于 传输和接收。
调制定义调制是将低频信号转换为高频载波信号的过程,通 过改变载波信号的某些参数(如振幅、频率或相位),将低 频信号的信息加载到载波信号上,实现信息的传输和接收。
调制类型(如:
通过改变载波信号的振幅来加载 低频信号,接收端通过检测载波 信号的振幅变化来还原低频信号。
FM(调频)
通过改变载波信号的频率来加载低 频信号,接收端通过检测载波信号 的频率变化来还原低频信号。
PM(调相)
通过改变载波信号的相位来加载低 频信号,接收端通过检测载波信号 的相位变化来还原低频信号。
测控电路中的调制技术
卫星广播电视信号的接收原理与方法分析

卫星广播电视信号的接收原理与方法分析卫星广播电视是现代通信技术的应用,其传播方式受到了众多国家用户的追捧,成为了重要的信息传递方式。
在卫星广播电视中,卫星是重要的传输媒介,可以实现广播电视信号的有效传输,因而对接收端的要求非常高,只有理解卫星广播电视信号的接受原理与方法,才能更好地使用卫星广播电视。
下面,笔者将结合实际案例介绍卫星广播电视信号的接收原理与方法。
一、卫星广播电视信号的接收原理接收卫星广播电视信号需要理解卫星广播电视信号的传输过程。
在传输过程中,卫星广播电视信号从发射站发送到卫星,再由卫星传输到接收站。
在这个过程中,卫星上的接收器将电视信号和广播信号转换成电磁波信号通过卫星向接收站传输。
接收站通过接收天线接收卫星广播电视信号,将传输的电磁波信号转换成电视信号或广播信号,然后由电视机或收音机播放出来。
具体来说,卫星广播电视信号的接收原理如下:1、接收天线接收信号接收卫星信号需要使用卫星接收天线。
接收站的某一个位置需要设置卫星接收天线进行接收,这个天线必须指向卫星所在的位置,否则无法接收到信号。
卫星天线可以将微弱的卫星信号集中到接收器中,保证信号质量。
2、复调器进行变频卫星信号需要使用复调器进行变频,将卫星传输的高频带变频成低频带,方便接收器进行信号处理。
变频过程中需要调整天线的位置,以确保信号能够被正常接收。
3、信号调理经过复调器的处理,卫星广播电视信号需要对接收器进行信号调理。
信号调理的过程中主要包括去噪、滤波、时钟同步以及解调处理等。
4、信号输出经过信号处理后,卫星广播电视信号可以通过接收端的电视机或收音机输出。
输出的信号质量取决于接收端设备的性能,因此要选择有一定质量的接收设备。
以上是卫星广播电视信号的接收原理,其中每一个环节对信号处理都起到了非常重要的作用,也可以从中看出,卫星广播电视信号的传输非常复杂,需要各个方面的技术支持。
二、卫星广播电视信号的接收方法卫星广播电视信号的接收方法需要综合多种技术,从信号接收到信号输出都需要掌握一定技术。
高速铁路信号集中监测典型故障案例分析与故障处理
2021年第04期(总第220期)七蓿窟画蓿高速铁路信号集中监测典型故障案例分析与故障处理邢建平,练曼(中国铁路兰州局集团有限公司兰州高铁基础设施段,甘肃兰州730000)摘要:铁路信号设备是铁路运输重要的基础设备之一,担负着轨道电路、道岔、信号机、电源屏等行车设备装备的状态信息采集、传输、显示作用。
文章简单介绍了信号集中监测在高速铁路信号设备维护中的作用,并介绍了三种常见故障的 分析判断与故障处理。
关键词:信号集中监测;曲线分析;故障处理中图分类号:TN 929.5 文献标识码:A文章编号:2096-9759(2021 )04-0098-04A bsrtactrThis paper studies and analyzes the emergency dispatch command and management system , m ainly uses B/S archi tecture design , based on SSH development , service encapsulates the details o f the background data manipulation , and provides a secure call interface , the WEB application accesses the service through an interface,performs user actions,and returns results . The platform uses M ySql Database and Tomcat web application server to develop and realize the functions o f emergency route , emergency personnel , emergency supplies , emergency tools , emergency plan , disposal process , registration and sale template , equipment drawing , and production scheduling inform ation base .Key words : Emergency Dispatch Command Management System ; emergency route ; emergency personnel ; equipment drawings .〇引言铁路信号集中监测系统是我国自主研发的面向铁路信号 领域的综合性设备实施监测网络系统,以站、段为基础,实行 国铁集团、铁路局、电务段三级体系结构,其监测范围包括轨 道电路、道岔、信号机、联锁、闭塞、列控、CTC 、电源屏等信号系 统和设备,成为铁路信号维护人员现场分析处理故障、发现设 备隐患和指导现场维修不可缺少的工具。
傅里叶变换的典型案例介绍
傅里叶变换的典型案例介绍
傅里叶变换是一种将一个时域函数转换成频域函数的数学工具,广泛应用于信号处理、图像处理、音频处理等领域。
下面介绍几个傅里叶变换的典型案例:
1. 音频处理:傅里叶变换在音频处理中扮演着重要的角色。
通过对音频信号进行傅里叶变换,可以将其分解成不同频率的复杂振动的叠加。
这样可以实现音频频谱分析、降噪和滤波等处理。
2. 图像处理:傅里叶变换在图像处理中也有广泛应用。
通过对图像进行傅里叶变换,可以得到图像的频域表示。
这对于图像压缩、去噪和边缘检测等处理非常有帮助。
例如,在JPEG图
像压缩算法中,傅里叶变换用于将图像转换成频域表示,并进行量化和编码。
3. 信号处理:傅里叶变换在信号处理中也有重要作用。
通过对信号进行傅里叶变换,可以将信号分解成不同频率的复杂波的叠加。
这对于信号分析、滤波和频谱估计等具有重要意义。
例如,在通信系统中,傅里叶变换被广泛应用于频谱分析和信道估计。
4. 数学分析:傅里叶变换在数学分析中也有广泛应用。
例如,在解微分方程和积分方程时,傅里叶变换可以将问题转换成频域上的简单运算,使得问题的求解更加方便和有效。
此外,傅里叶变换还在概率论、统计学和量子力学等领域中有重要的应用。
总之,傅里叶变换是一种强大的工具,它能够将时域信号转换成频域信号,从而提供了信号的频谱信息。
这使得它在音频处理、图像处理、信号处理和数学分析等领域中得到了广泛应用。
数字信号处理技术案例
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动态信号非确定确性定信性号信 号平非 周 稳周 期 随期 信 机信 号 信号 号复 简准 杂 谐 非瞬 各周 周 周 各变 态期 期 期 态信 历信 信 信 历号 经号 号 号 经信信号号 (随机信号)非平稳随机信号一瞬般变非随平机稳信信号号
采用互谱分析技术可以揭示两个信号波形频率成分的相似性。同时,互谱分析 技术还能表现两信号中相应频率成分的相位关系。
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传递函数
对于一个物理上可实现的线性稳定系统,其系统的动态特性可用系统脉冲响应函数
来响描应述。。对于任的意定输义入为,任,意系时h统刻的上输系出统对单可位由h脉卷 冲积输来入表(示。时同间时之此前系作统用也于可系用统传)递的函输数出
编码则是将这些数据量转换为二进制代码
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1.信号采样
在采样系统中,把时间上连续的模拟信号 转变成时间上离散的脉冲或数字序列,完成 信号转换的装置称为采样器或采样开关。
周期采样或普通采样
同步采样 非同步采样 多速采样
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图9-2-1 信号采样
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2.采样定理
采样定理:若对于一个具有有限频谱 f fm
功率谱
关函一数的个傅时里间叶函变数换,即(信x号t),可以求得自身的自相关函数,自功率谱密度为自相
Sxx f
Rxx
e j 2f d
功率谱的物理意义在于,它表明了信号各频率分量在总能量中各自占有的分量。 在一些结构分析中,通过功率谱计算,往往可以找出问题的症结。下图为测量 电机噪声的功率谱图。
信号
中提取出同频率N信号t 的幅值、相位信息。
pwm波的调制三角波
pwm波的调制三角波摘要:一、引言二、PWM 波的基本概念1.PWM 波的定义2.PWM 波的工作原理三、PWM 波的调制方式1.三角波调制2.方波调制四、三角波调制与PWM 波的关系1.三角波调制原理2.三角波调制对PWM 波的影响五、应用案例1.三角波调制在电机控制中的应用2.三角波调制在LED 亮度控制中的应用六、总结正文:一、引言脉宽调制(PWM)波在电子领域中有着广泛的应用,它通过改变脉冲的宽度来实现对信号的控制。
在实际应用中,PWM 波通常采用不同的调制方式,以满足不同场景的需求。
其中,三角波调制是PWM 波的一种重要调制方式。
本文将详细介绍PWM 波的调制三角波及其应用。
二、PWM 波的基本概念1.PWM 波的定义脉宽调制(PWM)波是一种将模拟信号转换为数字信号的技术,通过改变脉冲的宽度来表示不同的模拟电压值。
PWM 波在通信、控制、电源等领域有着广泛的应用。
2.PWM 波的工作原理PWM 波的工作原理是通过一个比较器,将输入的模拟信号与一个基准电压进行比较。
比较器的输出是一个宽度可调的脉冲信号,根据输入信号与基准电压的大小关系,脉冲信号的宽度会相应地改变。
通过改变脉冲信号的宽度,从而实现对模拟信号的控制。
三、PWM 波的调制方式1.三角波调制三角波调制是一种常用的PWM 波调制方式,它通过一个三角波发生器产生一个三角波信号,然后将三角波信号与基准电压进行比较,从而实现对PWM 波的控制。
三角波调制具有调制精度高、稳定性好等优点,广泛应用于各种电子设备和系统中。
2.方波调制方波调制是另一种常用的PWM 波调制方式,它通过一个方波发生器产生一个方波信号,然后将方波信号与基准电压进行比较,从而实现对PWM 波的控制。
方波调制具有响应速度快、抗干扰能力强等优点,适用于对实时性要求较高的场景。
四、三角波调制与PWM 波的关系1.三角波调制原理三角波调制是通过一个三角波发生器产生一个三角波信号,三角波信号的周期由发生器的参数决定。
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信号转换与调理案例【案例3.1】图3.3所示是AD694在啤酒发酵温度控制系统中的应用。
啤酒发酵是整个啤酒生产过程最重要的环节,对发酵罐内温度的控制是啤酒生产工艺流程中的关键环节,也是确保啤酒质量、口感等特性的关键。
发酵罐内麦汁在酵母的作用下发酵,并释放反应热,使罐内温度升高。
LM35温度传感器对发酵罐内温度进行采样,信号放大后经A/D转换送至微处理器。
微处理器根据模糊积分控制算法的运算结果将控制信号输出至D/A转换器,再放大为0-10V的电压信号,最后利用AD694进行V/I转换,得到4-20mA的电流信号,自动调节冷却阀门的开度,使冷却夹套内的冷媒带走多余的反应热,实现发酵罐温度的控制。
(引自参考文献16)图3.3 AD694在啤酒发酵温度控制系统中的应用图3.4是利用AD694进行V/I转换的电路图。
AD694是一种单片V/I转换器,内部包含有输入缓冲放大器、V/I转换电路、4mA偏置电流及其选通和微调电路、参考电压输出电路、输入量程选择电路、输出开路报警和超限报警电路等,具有精度高,抗干扰能力强等优点。
在图3.4中,输入量程选择引脚4悬空,表示输入电压范围为0-10V。
输入缓冲放大器用来放大输入信号,图中接为电压跟随器的形式。
4mA偏置电流选择引脚9接地,表示输出电流范围是4-20mA。
由于被驱动的调节阀属于感性负载,因此电流输出引脚11与地之间跨接电容C1,以保证AD694性能的稳定性,其电容值一般为0.01μF。
另外输出端增加两个二极管V D1和V D2,防止负载电压过高或过低时损坏AD694。
V图3.4 利用AD694进行V/I转换的电路【案例3.2】图3.6所示是LM331在香烟包装机温度检测中的应用。
烟盒纸的粘合需要热熔胶,安装外层透明纸和丝带时需要加热器达到一定温度才能完成,这些都需要对温度进行控制,以避免材料被烫坏或粘贴不牢。
香烟包装机的工作环境比较恶劣,且温度信号需要进行较长距离的传输。
因此可以将热电偶输出的电压信号放大后再利用LM331转换为频率信号,频率信号经长距离传输通过光电隔离送入微处理器,微处理器对该频率信号进行处理,输出控制信号经功率放大后驱动可控硅,利用过零触发方式控制加热器电源的通断。
(引自参考文献17)图3.6 LM331在香烟包装机温度检测中的应用图3.7是利用LM331进行V/F 转换的电路图,其中R t 、C t 、比较器A 2、三极管V 1和RS 触发器等组成单稳定时器。
当7脚输入电压U i 大于6脚电压U c 时,比较器A 1输出高电平,使RS 触发器置位,Q 输出高电平,三极管V 2导通,3脚输出低电平,同时开关K 闭合,电流源对电容C L 充电。
此时V 1截止,电源也通过电阻R t 对电容C t 充电。
当C t 的充电电压大于10V (2/3倍的电源电压)时,比较器A 2输出高电平,使RS 触发器复位,Q 输出低电平,三极管V 2截止,3脚输出高电平,同时开关K 断开,电容C L 通过电阻R L 放电。
此时V 1导通,电容C t 通过V 1迅速放电。
当C L 的放电电压小于输入电压U i 时,比较器A 1再次输出高电平,使RS 触发器置位,如此反复循环,构成自激振荡。
该电路输出信号的频率i Lt t So 09.2U R C R R f =(3.6)图中R 1和C 1组成低通滤波器,减少输入电压的脉冲干扰,提高转换精度。
C L 对转换结果没有直接影响,但应选择漏电流小的电容。
增益调整电阻R S 用于调节充电电流I S 的大小。
R图3.7 利用LM331进行V/F 转换电路【案例3.3】图3.8所示是LM331在齿轮转速测量中的应用。
齿轮旋转时,接近传感器连续感应到轮齿的转动,其输出信号经整形和电平转换后为TTL 电平的频率信号f i 。
LM331等外围元件组成F/V 转换电路,f i 经F/V 转换后输出电压信号U o ,并进行低通滤波后输出。
频率信号f i 首先经R 1和C 1组成的微分电路变成窄脉冲输入LM331,其目的是为了消除当齿轮转速过低时,输入脉冲低电平宽度过大,可能对LM331正常工作造成影响。
窄脉冲信号送至比较器A 1的反相输入端,A 1的同相输入端经电阻R 2、R 3分压后电压固定。
当f i 的下降沿到来时,微分电路输出负的尖脉冲,则比较器A 1输出高电平,使RS 触发器置位,开关K 闭合,电流源对电容C L 充电。
此时V 1截止,电源也通过电阻R t 对电容C t 充电。
当C t 的充电电压大于2/3倍的电源电压时,比较器A 2输出高电平,使RS 触发器复位。
此时Q 输出高电平,三极管V 1导通,电容C t 通过V 1迅速放电,同时开关K 断开,电容C L 通过电阻R L 放电,完成一次充放电过程。
此后每当f i 的下降沿到来时,电路重复上述工作过程。
频率信号f i 越高,电容C L 上积累的电荷就越多,输出电压U o (电容C L 两端的电压)就越大,实现了F/V 转换。
输出电压U o 与f i 的关系为i SLt t o 09.2f R R C R U = (3.7)图3.8 LM331在齿轮转速测量中的应用【案例3.4】AD1674是美国AD 公司生产的12位逐次逼近型并行输出A/D 转换器,也可实现8位转换。
该芯片内部集成有采样/保持电路、10V 基准电压源、时钟电路以及三态输出缓冲器,转换速率为100KSPS 。
AD1674有V 10和V 20两个模拟信号输入端,既允许单极性输入,也允许双极性输入。
AD1674有两种工作模式:独立工作模式和完全控制模式。
前者常用于具有专用输入端口的情况,不需要使用全部接口控制信号,启动转换时刻比完全受控模式更精确。
完全控制模式要使用全部接口控制信号,适用于系统中地址总线上挂接有多个设备的情况,此时对各种控制信号的时序要求严格,若时序不符合AD1674的要求,电路无法正常工作。
AD1674单极性输入和双极性输入的连接线路如图3.9所示。
13引脚的模拟输入电压范围为0-10V (单极性输入)或-5-+5V (双极性输入),也可以在14引脚接入单极性(0-20V )或双极性(-10-+10V )的模拟输入电压。
图中1P R 用于零点调整,2P R 用于满刻度调整。
应该注意AD1674使用独立的模拟地和数字地,二者应该分开,以减小地线环路。
独立工作模式下AD1674与单片机51C 89的接口电路如图3.10所示,其中AD1674的输入为-5-+5V 的双极性模拟电压。
因为AD1674模拟量输入端的输入阻抗比较低,所以待转换的模拟信号首先经过电压跟随器进行阻抗变换,再接至AD1674的10V IN 输入端。
+-(a)单极性输入(b)双极性输入图3.9 AD1674单极性和双极性输入的接线图5V±图3.10 AD1674与51C89的接口电路【案例3.5】DAC1208与单片机51C89的接口电路如图3.11所示。
转换结果通过引脚OUT1I和2OUTI以电流形式输出,运算放大器A的作用是将输出电流转换为电压,输出电压o u 为单极性方式,且4096REFoUDu-=(3.10)式中:D——输入的12位数字量011101011112222⨯+⨯++⨯+⨯dddd ,取值为0~4095。
图中AD581是美国AD公司生产的高精度集成稳压器,其输入电压范围是+10~+40V,输出电压是+10V±5mV。
图3.11 DAC1208与51C 89的接口电路被控对象需要双极性电压时,可按照图3.12所示接线,其中A 1和A 2均为运算放大器,由A 2的反相输入端虚地和式(3.10)可知图3.12 DAC1208的双极性电压输出方式⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧-=====++40962,2,0REF1o REF 32o 21o 1321U D u R U i R u i R u i i i i 解上述方程组可得()20482048REF2o U D u -= (3.11) 由式(3.11)可知,当参考电压REF U 为正时,若输入数字量的最高位11d 为“1”,则输出模拟电压2o u 为正;若输入数字量的最高位11d 为“0”,则输出模拟电压2o u 为负。
实际上,参考电压REF U 可取正值或负值。
【案例3.6】 图3.13(引自参考文献18)所示是DAC1208在程控低通滤波器中的应用电路。
该电路中DAC1208的参考电压REF U 由电压跟随器A 1提供,输入电压i u 和输出电压o u 分别通过电阻1R 和2R 接至A 1的同相输入端,因此有o 211i 212R EF u R R R u R R R U +++=(3.12)图3.13 DAC 1208在程控低通滤波器中的应用DAC1208的I OUT1端输出的模拟电流4096REF 1OUT DR U i =(3.13)式中:R ——DAC1208内部T 型网络的电阻,R 一般为15k Ω。
运算放大器A 2的输出电压OUT1o 21i fCj u π-= (3.14) 将式(3.13)和(3.14)代入式(3.12)中,可以求出输入信号为i u 、输出信号为o u 时,电路的频率特性)(f Hτπf j R R f H 211)(12+-= (3.15)式中121)(4096R R R RC D +=τ。
由式(3.15)可知,图 3.13所示电路属于一阶低通滤波器,该滤波器的截止频率cf (πτ21c =f )与输入的12位数字量D 有关。
利用微处理器改变D 值即可改变截止频率c f ,达到程序控制低通滤波器参数的目的。
【案例 3.7】在光纤通讯系统中,光发射电路主要由光源驱动器、光源(如发光二极管LED 或半导体激光器LD 等)、光功率自动控制电路、检测器、温度自动控制以及报警电路等部分组成。
光功率自动控制电路的作用是克服供电电源波动或光源老化等因素的影响,确保光源输出功率稳定。
图3.15(引自参考文献19)所示是INA114在光功率自动控制电路中的应用,其中光敏二极管PIN 用于检测激光器LD 的辐射功率,二者往往集成在一起。
图3.15 INA114在光功率自动控制电路中的应用PIN 输出的光电流通过电阻R 1转换为电压信号,送至INA114的反相输入端2脚。
R 2和R p2提供参考电压,接至INA114的同相输入端。
INA114对同相和反相输入端的电压差值进行放大,电位器R p1用于调节NA114的增益G 。
运算放大器A 1和A 2均接成电压跟随器,目的是实现对激光器LD 的恒流驱动。
R 4为限流电阻,肖特基二极管V D2与LD 反向并联,防止反向过冲电压冲击激光器。