A/D、D/A转换器接口技术与实用线路PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 模拟输入／输出系统 1

1.1.1 模拟量及其量化 1

1.1.2 采样过程 2

1.1.3 采样定理 2

1.2 数据转换器 4

1.2.1 数据转换器的种类 4

1.2.2 数据转换器发展趋势 4

第2章 模拟开关及采样／保持器 6

2.1 电子模拟开关 6

2.1.1 模拟开关的特性 6

2.1.2 CMOS模拟开关的基本原理和特性 6

2.1.3 CMOS模拟门 8

2.2 多路模拟开关 9

2.2.1 多路模拟开关的结构 9

2.2.2 常用集成多路模拟开关 10

一、三组二路双向模拟开关 10

二、二组四选一模拟开关 10

三、八选一模拟开关 11

四、双八选一模拟开关 12

五、十六选一模拟开关 14

2.2.3 集成多路模拟开关主要参数 15

一、有关参数意义 15

二、主要性能与指标 15

2.2.4 电流开关 15

一、双极型电流开关 16

二、CMOS电流开关 16

2.2.5 多路模拟开关的应用 17

一、多路模拟开关与不同电平接口时的电源供电 17

二、通道的扩展 18

三、由CMOS模拟开关组合的程控放大器 19

2.3 采样／保持器 19

2.3.1 采样／保持器的基本原理 19

2.3.2 采样／保持器的基本结构 20

一、串联型采样／保持器 20

二、反馈型采样／保持器 20

三、电容校正型采样／保持器 21

2.3.3 采样／保持器的性能参数 22

2.3.4 常用集成采样／保持器 23

一、AD582采样／保持器 23

二、LF398采样／保持器 24

2.3.5 采样／保持器的应用 25

第3章 D/A转换器的基本原理与接口技术 27

3.1 D/A转换的基本原理 27

3.1.1 解码原理 27

3.1.2 D/A转换器的基本结构 29

一、权电阻网络D/A转换器 29

二、T形R-2R电阻网络D/A转换器 29

三、2nR电阻分压式D/A转换器 30

四、集成化D/A转换器 30

3.2 D/A转换器的接口技术 32

3.2.1 D/A转换接口设计的一般性问题 32

一、D/A转换芯片的选择原则 32

二、参考电压源的配置 33

三、数字输入码与模拟输出电压的极性 33

3.2.2 D/A转换器的主要参数和意义 35

一、静态参数 35

二、动态参数 36

3.3 常用D/A转换芯片 37

3.3.1 通用型8位D/A转换器DAC0808 40

一、基本接法 40

二、DAC0808与CPU的接口电路 42

3.3.2 通用型8位D/A转换器AD7524 42

一、基本接法 43

二、AD7524与8085CPU接口电路 43

3.3.3 8位双缓冲D/A转换器DAC0832 44

一、DAC0832的引脚说明 44

二、应用特性 46

三、DAC0832与单片机的接口方法 46

3.3.4 10位D/A转换器AD7520 47

一、AD7520的结构与应用特性 47

二、AD7520与MCS—51单片机的接口方法 48

3.3.5 12位D/A转换器DAC1210 50

一、DAC1210与PC机接口电路 51

二、电路的调试方法 52

3.3.6 串行输入D/A转换器AD7543 52

一、AD7543的基本接法 53

二、AD7543与微处理器接口 53

3.3.7 16位高精度D/A转换器AD7546 54

一、基本结构 54

二、应用事项 55

3.4 数字／角度转换器——步进电机 57

3.4.1 步进电机的工作原理 57

一、单三拍工作方式 57

二、六拍工作方式 57

3.4.2 步进电机的接口控制 58

第4章 A/D转换器的基本原理与接口技术 60

4.1 A/D转换的基本原理 60

4.1.1 双积分式A/D转换器 60

一、双积分式A/D转换器的转换原理 60

二、双积分式A/D转换器的特性 63

三、双积分式A/D转换器的参数选择与误差分析 64

4.1.2 逐次逼近式A/D转换器 65

一、逐次逼近式A/D转换器的原理 65

二、逐次逼近式A/D转换器的误差分析 66

4.1.3 二进制斜坡式A/D转换器的原理 67

4.1.4 并行比较式A/D转换器的原理 68

4.1.5 量化反馈式A/D转换器的原理 69

4.2 A/D转换器接口技术 71

4.2.1 A/D转换器的主要参数和意义 71

4.2.2 A/D转换器及其相应电路选择原则 72

一、A/D转换器的选择 72

二、其它相应电路的选择 73

4.2.3 A/D转换器应用中的问题 73

一、内部偏置电路的控制与调节 73

二、外接偏置电路 75

4.3 常用集成A/D转换器 76

4.3.1 ？位双积分式A/D转换器MC14433 81

一、特性 81

二、电路结构与引脚功能 81

三、主要参数选择 85

四、数字输出方式 86

五、基本接法与接口电路 87

4.3.2 ？位双积分式A/D转换器ICL7126 90

一、特性 90

二、电路结构与引脚功能 91

三、参数选择与基准电压连接 93

四、数字输出显示方式 94

五、基本接法 95

4.3.3 ？位双积分式A/D转换器ICL7135 96

一、ICL7135内部电路组成与引脚说明 97

二、主要参数选择 100

三、数据输出方式 100

四、基本接法与接口电路 101

4.3.4 12位二进制输出双积分式A/D转换器ICL7109 106

一、内部结构与引脚说明 107

二、电路主要参数选择 109

三、ICL7109与CPU的接口电路 111

4.3.5 ？（？）位积分式A/D转换器AD7555 112

一、内部结构与引脚说明 114

二、主要参数选择 115

三、基本接法与接口电路 116

4.3.6 8位CMOS单片逐次逼近式A/D转换器ADC0801～0805 117

一、内部结构与引脚说明 117

二、应用事项 120

三、与微机接口电路 121

4.3.7 8位8输入逐次逼近式A/D转换器ADC0808/0809 121

一、内部结构与引脚说明 122

二、ADC0808/0809与微机接口 123

4.3.8 8位16输入逐次逼近式A/D转换器ADC0816/0817 125

一、内部结构与引脚说明 126

二、ADC0816/0817与微机接口 127

4.3.9 12位逐次逼近式A/D转换器AD574A 129

一、参数特性 129

二、内部结构与引脚说明 130

三、AD574A与微机接口 132

4.3.10 12位100 kHz逐次逼近式A/D转换器AD1674 136

一、内部结构与引脚说明 136

二、AD1674与PC总线接口 138

4.3.11 12位逐次逼近式A/D转换器ADC1210/1211 139

一、内部结构与引脚说明 139

二、基本接法 140

三、应用事项 141

4.3.12 单电源低功耗A/D转换器ADC1005 143

一、内部结构与引脚说明 143

二、基本接法与接口电路 144

4.3.13 20位单片串行A/D转换器AD7703 146

一、内部结构与引脚说明 146

二、主要特点与性能参数 148

三、基本接法与数字接口 148

第5章 V/F转换和F/V转换及其接口 151

5.1 V/F、F/V转换的优点与系统结构 151

5.2 采用555定时器构成的V/F变换电路 152

5.2.1 0～－10V变成0～10 kHz的V/F转换器 153

5.2.2 0～＋10V变成0～10 kHz的V/F转换器 154

5.2.3 0～＋10V变成0～10 Hz的V/F转换器 155

5.3 使用专用集成芯片的V/F、F/V转换器 156

5.3.1 VFC32型V/F、F/V转换器 156

一、V/F转换及其接法 157

二、F/V转换及其接法 158

三、双极性输入时的V/F转换接法 158

5.3.2 BG382型V/F、F/V转换器 159

一、V/F转换及其接法 159

二、F/V转换及其接法 161

5.3.3 AD651型V/F、F/V转换器 161

一、性能特点 161

二、主要参数 161

三、AD651同步V/F转换原理 162

四、AD651的外部连接方法 162

5.3.4 LMx31系列V/F、F/V转换器 164

一、性能特点 164

二、内部结构与工作原理 164

三、组成V/F转换器 166

四、组成F/V转换器 167

5.4 光电耦合器在V/F、F/V接口中的隔离作用 168

5.4.1 光电隔离的正确使用 168

5.4.2 光电耦合器在V/F、F/V线路中的接法 169

5.4.3 使用光电耦合器应注意的几个问题 170

5.4.4 常用光电耦合器 170

5.5 V/F、F/V转换器与CPU的连接 172

5.5.1 LM331型与8098单片机的连接 172

5.5.2 JDM—02型与8031单片机的连接 172

第6章 A/D、D/A转换实用线路 174

6.1 D/A转换实用线路 174

6.1.1 数字控制的高精度线性电源 174

一、数控单极性电压源电路 174

二、数控双极性电压源电路 174

三、数控单极性电流源电路 174

四、数控双极性电流源电路 176

6.1.2 D/A转换器控制力发生器励磁线圈电路 176

6.1.3 数控波形发生器 178

一、数控三角波、方波发生器电路 178

二、两路异步输出的波形发生器 179

三、多功能数控波形发生器 184

四、任意时间函数波形发生器 185

6.1.4 用两片DAC0832构成的16位D/A转换电路 185

6.1.5 用一片MC1408构成的多路D/A转换电路 186

6.1.6 可编程的时间延迟电路 188

6.1.7 可编程的数字低通滤波器 189

6.1.8 程控放大器 191

一、高性能数字增益控制放大器——衰减器 191

二、高性能数控放大器——增益除法器 191

6.1.9 用D/A转换器实现的采样／保持电路 192

一、永久型采样／保持器 192

二、跟踪型采样／保持器 194

6.1.10 通过8279接口与DAC82构成的16路D/A转换电路 195

6.1.11 实用BCD码D/A转换电路 198

6.1.12 用D/A转换器构成的频率合成器 198

6.1.13 数控直流电动机 201

6.1.14 步进电机控制接口实例 205

一、四相步进电机激励方式 205

二、脉冲分配器及驱动电路 206

三、步进电机控制接口实例 209

6.1.15 综合实例——带有光电隔离的STD总线D/A接口插件板 209

一、STD总线介绍 210

二、D/A转换接口线路 212

6.2 A/D转换实用线路 214

6.2.1 ？位数字电压表电路 214

一、由ICL7106构成的数字电压表 215

二、由ICL7107构成的数字电压表 217

三、由ICL7116构成的数字电压表 218

四、由ICL7117构成的数字电压表 218

五、由ICL7136构成的数字电压表 219

6.2.2 由HI7159A构成的？位智能数字电压表电路 220

一、HI7159A的组成与接线 221

二、HI7159A的命令设置 223

三、由HI7159A组成的智能数字电压表 226

6.2.3 由？位A/D转换器构成的数字万用表电路 226

一、多量程直流数字电压表 227

二、多量程直流数字电流表 228

三、多量程交流数字电压表 228

四、多量程数字欧姆表 229

五、多量程数字电容表 230

6.2.4 利用MC14433 A/D转换器实现自动量程转换的数字多用表 231

6.2.5 由ICL7107构成的数字压力表电路 234

6.2.6 袖珍型数字温度表电路 235

6.2.7 实用数字频率计电路 236

6.2.8 在Apple机上实现的高精度多路A/D转换板 237

一、Apple机总线槽口信息 237

二、标准8路A/D板实用线路 237

三、软件编程方法 239

6.2.9 在PC系列总线上实现的多路A/D转换板 239

一、PC系列总线槽口信息 239

二、由ADC0809构成的8路A/D卡线路 246

三、由AD574A构成的16路A/D卡线路 248

四、由ICL7109构成的8路A/D卡线路 251

6.2.10 在STD总线上实现的多路光电隔离式A/D转换板 253

6.2.11 综合实例——在PC系列微机上使用的一种高精度多点温度检测板 253

一、系统构成框图 253

二、热电偶测温基本原理 253

三、温度检测电路 256

四、软件编程实例 256

6.3 V/F、F/V转换实用线路 279

6.3.1 适应远距离传送的V/F光电隔离转换电路 279

6.3.2 用F007C构成的F/V转换电路 279

6.3.3 高精度V/F转换电路 280

6.3.4 简单实用的V/T变换电路 280

6.3.5 用V/F变换器作低成本A/D转换与单片机的接口电路 281

6.3.6 Z80—CTC与V/F变换结合构成的A/D转换电路 284

6.3.7 V/F变换器LM131构成的两种转换电路 286

6.3.8 V/F和F/V转换器TD650的实用电路 287

6.3.9 综合实例——V/F变换器用于微弱信号检测 290

6.4 A/D、D/A转换综合实用线路 294

6.4.1 长周期高稳定的数字式积分器 294

6.4.2 数字式瞬态波形记录器 295

6.4.3 数字式存贮示波器 296

一、数字式存贮示波器的原理 296

二、智能化的示波器 297

6.4.4 单片机控制的A/D、D/A转换电路 298

一、8位A/D、D/A多路转换电路 298

二、12位A/D、D/A转换电路 300

6.4.5 A/D、D/A转换器在肌电测量装置中的应用 304

6.4.6 A/D、D/A转换器在胃电检测装置中的应用 305

6.4.7 无限冲击和有限冲击响应数字滤波器 306

6.4.8 在PC系列微机上运行的8位A/D、D/A转换电路板 308

一、硬件组成 308

二、软件编程实例 313

第7章 抗干扰措施与印制电路板的设计 325

7.1 抗干扰的三要素 325

7.2 模拟信号数据采集系统的抗干扰措施 325

7.2.1 模拟电路和数字电路的隔离 325

7.2.2 对输入模拟信号实行软件滤波 327

7.3 电压／数字转换技术中的抗干扰措施 329

7.3.1 串模噪声的抑制 329

7.3.2 共模噪声的抑制 330

7.4 集成电路的扇出及其不用端子的处理 332

7.5 抑制数字信号传输过程中共模噪声的几种方法 333

7.5.1 差动方式传输和接收 333

7.5.2 电流环方式传输 334

7.5.3 绝缘隔离的传输方式 334

7.6 印制电路板设计要点 336

7.6.1 地线和电源线的处理 337

7.6.2 旁路电容的接入 338

7.6.3 印制电路板的布局 340

7.7 印制电路板的绘制 340

7.7.1 采用CAD技术的优点 340

7.7.2 SMARTWORK软件 341

7.7.3 PROTEL软件 342

一、PROTEL软件的特性 342

二、PROTEL软件的使用 343

三、PROTEL软件的运行环境 345

7.7.4 orCAD软件 345

一、orCAD/SDBⅢ的概况 345

二、orCAD/SDBⅢ的运行环境 347

附录 部分集成电路引脚图 348

主要参考文献 360