2022-2023学年高二物理竞赛课件：集成电路的组成

集成电路的组成 集成电路的组成 1、 仅集成量化编码器电路。 2、 集成了S-H电路和量化编码器电路。 3、 除上之外，还集成了外围接口电路。 ①、带有各种输出接口 ②、带有多路输入通道选择 ③、带有内部存储器 ④、带有输出分配电路 ⑤、带有微处理器的可编程ADC ADC的主要技术参数 一、分辨率：分辨率是指输出数字量最低位变化时所对应的输入模拟量的变化量。即ADC所能分辨的输入模拟量的最小值。因此，当ADC的位数为n，最大输入电压为VMAX时 二、转换误差： 绝对误差：定义为输出数字量对应的理论模拟值与实际输入模拟值之间的差值（±1/2LSB, ±1LSB) 。 相对误差：定义为上述差值与额定最大输入模拟值的百分数（ ±0.05%， ±0.1%)。 三、转换时间：ADC完成一次转换所需的时间。 转换误差除量化误差外，还包括由电路本身引起的失调误差、增益误差和非线性误差等，常用相对误差和绝对误差两种方式表示。 集成ADC的选择 要考虑的因素： 一、输入模拟量的性质 二、系统对分辨率、转换精度、转换时间等的要求 三、参考电压 四、输出要求 五、控制时序 六、环境要求 七、功耗、体积、成本等 集成ADC产品的选择 表8-2-3 几种集成ADC参数 型号 位数 转换时间 精度 说明 AD9002AD 8 125MHz 0.5LSB 并行型，不用S-H AN6859 10 20M ±1LSB 并行型，不用S-H AD7824KN 8 2μs ±1LSB 串/并行型，4通道 AD578 12 5μs 0.075%FSR 串/并行型 ADC0809 8 100μs ±1LSB 逐次比较型，8通道 AD574A 12 25μs ±0.0125%FSR 逐次比较型 ICL7115 14 40μs ±0.1%FSR 逐次比较型 MAX195 16 9.4μs ±0.003%FSR 逐次比较型，串行输出 ICL7106 3位半BCD 333ms ±1字 双积分，带显示驱动 ICL7135 4位半BCD 333ms ±1字 双积分，分时输出 AK5326-VP 16 48kHz ±5%FSR Σ-Δ型，串行输出，双通道 AD7710 24 1 kHz ±0.005%FSR Σ-Δ型，双通道，带可编程放大器和滤波器 集成ADC应用举例 ADC0809 ADC0809时序图 MC14433的应用 MCl4433是美国摩托罗拉公司生产的单片3位半双积分式ADC，其国产型号为5G14433、CHl4433。具有自动调零、自动转换极性功能，内含时钟振荡器，仅需外接一只振荡电阻。能获得超量程(OR)、欠量程(UR)信号，便于实现自动转换量程。电压量程分两挡：200mV、2V，最大显示值分别为199.9mV、1.999V。 MC14433管脚图 VDD、VEE、VSS：分别为正电源、负电源和地， VREF、VAG：分别为基准电源正端和模拟地，对于200mV电压量程，VREF端输入200mV的基准电压；对于2V电压量程，VREF端输入2V的基准电压； VI：模拟电压输入端； R1、R1/C1、C1：分别为外接积分电阻、积分电容端； C01、C02：外接自动调零电容端； DL：实时控制端，亦称数据更新端，输入一个正脉冲，则本次A/D转换结果输出，否则输出端仍保持原有数据不变，一般情况下，将DL与EOC端相连，则每次A/D转换结果都被输出。 CLI、CLO：分别为时钟输入、输出端，外接振荡电阻即可产生时钟信号。 Q3～Q0：数据输出端，分时输出转换结 果的个、十、百、千位数值的 BCD码（千位的输出特殊）。 EOC：A/D转换结束标志输出端，正脉冲输出； 超量程信号输出端，低电平有效； DS4～DS1：为输出位的选通信号输出端 MC14433的时序图 DS1～DS4分别输出正脉冲， 用作动态扫描显示分四次 分别输出转换结果的千位、 百位、十位和各位。 MCl4433输出千位时Q3～Q0的状态和含义如表所示，Q3=0表示千位的数值为1，Q3=1表示千位的数值为0；Q2=0表示输入信号为负，Q2=1表示输入信号为正，Q1输出无明确含义，Q0=0表示转换结果有效，Q0=1表示转换结果溢出，它和Q3一起可以判断出是超量程还是欠量程。当量程为2V时，如果输入VI>1.999V则超量程，这时Q0=1、Q3=0、如果输入VI<0.180V则欠量程，这时Q0=1、Q3=1。 表8-2-4 MCl4433输出千位时Q3～Q0的状态和含义 Q3 Q2 Q1 Q0 含义 1 1 1 0 +0 1 0 1 0