电子设计实战训练：模-数转换电路

为配合大专、职高学生备战"大学生电子设计大赛",我们特邀北京信息职业技术学院电子工程系万冬老师为我们撰写了适合大专、职高学生的设计,制作实践性环节讲座连载。其讲解针对性强,采用启发式且通俗易懂,内容由浅入深。每讲包括制作目标;基本原理;基本电路并提出扩展要求(留作业),希望读者阅后按要求搭接线路实际制作,并按扩展要求独立完成所留作业。如能按此循序实践,对备战"电子设计竞赛"会有很大好处。对并无参赛需求的相应程度电子爱好者,如能按此讲座要求连续实践,对提高自己的设计和动手能力也将会有明显帮助。

多路开关式模-数变换电路

本文描述了基于高能物理实验需要研制的一种多路开关式快速模-数变换电路的设计考虑及其电路功能,较为详细地介绍了电路的工作原理,最后给出了实验结果与典型应用。

一种可配置的电容-电压转换电路

提出了一种检测微小电容信号的可配置的电容-电压转换电路。该电路由电容补偿电路、电荷积分电路、采样保持电路、低通滤波和缓冲器组成。使用调制解调的电容检测方法,实现了电容-电压转换。仿真结果表明,电容分辨率为1.70aF/√Hz,输出电压信号与电容差成正比,确定系数R^(2)为0.999 99。电路中的积分电容值、放大增益、补偿电容和带宽均可以通过编程灵活设定。该电容-电压转换电路可用于MEMS及其他电容式传感器。

双路模数转换同步显示电路

在实际应用中,经常需要把相关或不相关的二路模拟量转换为相应的数字量,并且同步地将这些数字量显示出来,以便于进行检测或观察.如果仪器测量精度要求不太高,不需要进行复杂的运算,我们就可以用较简单的电路结构来实现它.图1为双路模数转换同步显示电路,主要由ADC0809多通道8位A/D转换器,MC14495BCD七段十六进制锁存、译码驱动器,LED5022共阴数码管显示器以及555时钟发生器等常用元器件组成.基本工作原理如下:由LM550给ADC0809提供工作时的时钟脉冲,改变RC的参数,可以调节时钟频率.ADC0809可以进行8路模/数变换,图中将6.7.22脚连接在一起,这是一种连续变换的接法,只要在开始时刻给芯片一个START信号(即按下微动开关),芯片就能连续不断地进行A/D变换.改变地址码A.B.

双积分模－数转换器电路的改进

双积分模－数转换器电路的改进山东工业大学陈贻范，万鹏，杜晓通一、引言双积分模—数转换器在一次转换中要进行两次积分。通常要经历三个经段：采样、比较和复位。采样阶段第一次开始对输入电压（、积分．与此同时．控制电路将时钟脉冲送入计数器计数，设计数器容量为Ｗ...

30兆赫采样频率的采样-保持电路和减法-增益电路的误差分析及设计

介绍一种 1 0位分辨率、3 0 MHz采样频率流水线操作 A/D变换器中的 CMOS全差分采样 -保持(S/H)电路和级间减法 -增益 (SUB/GAIN)电路的设计。首先概述这种电路在流水线 ADC中的作用和工作原理 ,然后逐一讨论它的各种误差源对整体精度的影响。在此基础上通过理论分析和计算机辅助分析 ,完成电路的优化设计。最后用 HSPICE软件对优化后的电路仿真 。

一种单片集成的CMOS数/模接口电路的设计

介绍了一种单片集成的数模接口电路。它主要由两个8位D/A转换器、8个比较器通道和片上带隙基准源组成。设计中,采用了一种规则的全NMOS管构成的M-2M梯形电路,以及本文提出的电流-电压转换电路。电路采用1.2μm双层多晶双层金属N阱CMOS工艺实现,芯片面积3.5mm×2.7mm。系统采用5V双电源,正常工作时功耗约为500mW。D/A转换器的有效工作位为7位,实现了确定的-3V到+3.5V的输出幅度,满摆幅输出建立时间小于1μs。比较器通道的传输延迟小于10ns。

一种用于带通Σ-Δ调制器的25MHz低功耗开关电容谐振器

介绍了一种运用于带通Σ-Δ调制器的谐振频率为25MHz的低功耗开关电容DD谐振器电路.电路采用了运算放大器共享技术和双采样技术,同时对单元电路进行优化,达到功耗最小化.该谐振器电路采用SMIC0.25μm混合信号CMOS工艺进行设计,整个电路模块面积仅为0.09mm2.测试结果表明,使用该谐振器电路的带通Σ-Δ调制器工作于100MHz采样频率时,对于信号带宽为1kHz的输入信号,调制器的输出在谐振频率处SFDR约为77dB.整个谐振器功耗为10.5mW.

采样-保持电路中的一种增益误差自校正方法

提出一种用于流水线模数转换器(ADC)中的模拟增益误差自校正电路.该电路由一个可编程电容阵列、一个比较器和一小块数字电路组成,通过对第一级采样-保持电路的增益进行校正,使它的增益误差达到12bit转换精度的要求.仿真结果表明,整个流水线ADC的有效量化位数从原来的9.95bit提高到11bit.

基于开关电容技术的Σ-Δ调制器的设计

基于0.18μm标准CMOS工艺,设计并实现了一个单环三阶开关电容Σ-Δ调制器。电路采用具有加权前馈求和网络的积分器级联型拓扑结构,采用优化的具有正反馈的单级A类OTA来降低功耗。在设计中,采用电流优化技术来降低运算跨导放大器(OTA)的功耗。Σ-Δ调制器的过采样率为128,时钟频率为6.144 MHz,信号带宽为24 kHz,最大信噪比为100 dB,动态范围为103 dB。电路在1.8 V电源供电下功耗为2.87 mW。

高速数据采集卡及其接口电路设计

介绍了利用AD9058模数转换器设计的高速数据采集卡的系统构成及电路实现，并简述了ISA总线16位操作及其总线周期时序。

24位Σ-Δ模/数转换器AD7731及其在温度控制中的应用

介绍了单电源、低噪声、高精度可编程24位A/D转换器AD7731的特点、内部寄存器结构和外部接口,叙述了其在温度控制中与单片机的接口电路和应用程序设计流程。

A/D和D/A转换的数字光电隔离电路

为了提高单片机检测控制系统的抗干扰能力,有效的方法是进行光电隔离.对开关量信号的光电隔离是很容易的,但对模拟量的隔离要相对困难一些.采用数字光电隔离法实现模拟量隔离,其优点是不存在非线性问题,且成本低.数字光电隔离电路如图1所示.该电路含16路8位A/D转换、双路8位D/A转换,通过一片8255实现与单片机8031硬件接口.其中PB口作A/D数字隔离后的信号输入,PA_(4～7)作16路模拟输入的模拟开关控制.PA_3作A/D转换的起动.PC口作D/A的数字输出,PA_0、PA_1作两片D/A的片选控制和第一级寄存器写入,PA_2同时控制两片D/A的第二级寄存器写入.

一种13位400kHz 11mW Σ-Δ模拟/数字转换器

设计了应用于低中频GSM接收机的三阶单环单比特结构Σ-Δ A/D转换器。调制器采用全差分开关电容积分器实现。仿真结果显示,在工作电压为3 V、信号带宽200 kHz、0.35μm CMOS工艺的条件下,过采样率选择为64,信号/噪声失真比(SNDR)达到85 dB,功耗不超过11mW。

一种高速价廉的A／D转换电路

本文介绍了一种用廉价、通用器件组成的八位高速Ａ／Ｄ转换电路。其最高转换速度可达１μｓ，该电路简单、实用，易于实现。完全能满足大多数高速数据采集要求。

基于CB7135的自动量程转换电路

介绍在双积分式A/D转换器CB7135的基础上实现自动转换量程的原理及电路.通过超、大量程信号控制双向移位寄存器的操作,获得合适的量程标志,根据量程标志切换反馈支路电阻及改变显示器小数点的位置,达到自动转换量程之目的.

数字万用表电容测量电路原理及检修

数字万用表已成为维修检测和实验室最常用工具 ,电容测量时 ,指针式万用表只能依据指针摆动幅度估测电容好坏 ,而数字万用表能直观准确读出电容容量值。首先分析数字万用表电容测量电路及原理 。

采用开关电流模式电路实现A／D转换

本文介绍了采用形状电流模式电路实现Ａ／Ｄ转换，并指出产生Ａ／Ｄ转换误差的原因和提高Ａ／Ｄ转换精度的途径，经ＰＳＰＩＣＥ软件对１２ｂｉｔＡ／Ｄ转换器进行仿真，相对误差不大于０．０２４４％，功耗３２ｍＷ。