重庆工学院测控技术与仪器系：《测控电路及装置》第六章 信号转换电路（杨继森）

0院 测控电路及装置 第六章信号转换电路 内容:各种信号转换电路工作原理 重点:转换电路设计 2021/2/24

测控电路及装置 2021/2/24 1 第六章信号转换电路 内容：各种信号转换电路工作原理 重点：转换电路设计

0院 测控电路及装置 作用 将各种类型的信号进行相互转换,使具有不 同输入、输出的器件可以联用。 问题: 1、转换电路应具有所需的特性。 2、转换电路应具有一定的输入阻抗和输出 阻抗和与之相联的器件阻抗匹配。 2021/2/24

测控电路及装置 2021/2/24 2 概述 问题: 1、转换电路应具有所需的特性。 2、转换电路应具有一定的输入阻抗和输出 阻抗和与之相联的器件阻抗匹配。 作用: 将各种类型的信号进行相互转换，使具有不 同输入、输出的器件可以联用

0院 测控电路及装置 67模拟开关 模拟开关 模拟开吴是一种在数字信号控制下 将模拟信号接通或断开的元件或电路 谖开吳由开关元件和按制(驱动)电 路雨部分組成g 开关元件 控制电路 2021/2/24

测控电路及装置 2021/2/24 3 6.1 模拟开关 模拟开关 模拟开关是一种在数字信号控制下 将模拟信号接通或断开的元件或电路。 该开关由开关元件和控制（驱动）电 路两部分组成。 控制电路 开关元件

0院 测控电路及装置 模拟开关的性能参数 静态持性i要指开吳导通和断开时 输入端与输出端之间的电阻Ron和Rof, 此卧还有最大开电瓜、最大开类电漉和 驱动功耗等 动态特性开关动作延迟时间,包括 开关导通延迟时间Tn和开截止延迟时 间To,通常Ton>Tof,理想模拟开吴时 Ton→→0,Toff0 2021/2/24

测控电路及装置 2021/2/24 4 模拟开关的性能参数 静态特性：主要指开关导通和断开时 输入端与输出端之间的电阻Ron和Roff, 此外还有最大开关电压、最大开关电流和 驱动功耗等 动态特性：开关动作延迟时间，包括 开关导通延迟时间Ton和开关截止延迟时 间Toff, 通常Ton>Toff, 理想模拟开关时 Ton→0，Toff→0

0院 测控电路及装置 增强型 MOSFET开关电路(绝缘栅型) D B <L-U2 T 2021/2/24 5

测控电路及装置 2021/2/24 5 增强型MOSFET开关电路（绝缘栅型） D B S G ui uo uc i b) S B D G ui uo uc i a) ui o Ron O ui ui  uc −UT

0院 测控电路及装置 CMOS开关电路 R Ron(P) Ron(N +E Ron(c) O 2021/2/24 6

测控电路及装置 2021/2/24 6 CMOS开关电路 ui uo uGP uGN +E -E o ui Ron Ron(C) Ron(P) Ron(N) O ui a) b)

0院 测控电路及装置 CMOS开关电路 3 uc D E DG 图6-4含辅助电路的CMOS开关电路 2021/2/24

测控电路及装置 2021/2/24 7 CMOS开关电路 u i + E u o -E DG1 1 V 4 V 3 V 4 V 3 1 1 DG2 u c - V 2 V 1 V 5 + 图6-4 含辅助电路的CMOS开关电路

0院 测控电路及装置 多路模拟开关 输入/输出 342 8 c aige 选1译码电路 IN 图6-5CD4051原理图 2021/2/24 8

测控电路及装置 2021/2/24 8 多路模拟开关 7 6 5 3 2 0 输入/输出 A B C 输出/输入 +E -E1 -E2 逻辑电平转换电路 8 选 1 译 码 电 路 16 4 2 5 1 12 15 14 13 11 10 9 6 8 7 INH S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 4 1 图6-5 CD4051 原理图

0院 测控电路及装置 TAL1 P二 PO7A0 U2 PsE PZ31A11 CTED P3DRXXD P12 3Ti P3.4/o P1了 R△八 R1 CTEX CD4051构成数字式可编程增益放大 2021/2/24 9

测控电路及装置 2021/2/24 9 CD4051构成数字式可编程增益放大器

0院 测控电路及装置 采样保持电路 ·基本性质 u2() 采样期 保持期(为发出保持命令的时刻) 捕捉时间:从发出采样指令的时刻起,直到输出值达到规定的误差范围以内 所需的时间定义为捕捉时间 孔径时间:从发出保持指令地时刻起,直到开关真正断开所需的 时间定义为关断时间。 下垂率:由于存贮电容的电荷的泄漏所引起的输出电压的变化率。 捕捉时间长,电路的跟踪特性差,孔径时间长,电路的保持特性不好,它们 限制了电路的工作速度。 2021/2/24

测控电路及装置 2021/2/24 10 采样保持电路 • 基本性质 ( ) ( )    = 保持期(t0 为发出保持命令的时刻） 0 0 u t u t u i i 采样期 捕捉时间：从发出采样指令的时刻起，直到输出值达到规定的误差范围以内 所需的时间定义为捕捉时间 孔径时间：从发出保持指令地时刻起，直到开关真正断开所需的 时间定义为关断时间。 下垂率： 由于存贮电容的电荷的泄漏所引起的输出电压的变化率。 捕捉时间长，电路的跟踪特性差，孔径时间长，电路的保持特性不好，它们 限制了电路的工作速度