第4章+智能仪器仪表输入通道技术修改版

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1、第四章输入通道技术4.1电阻变化信号提取技术4.1.1恒流供电检测技术4.1.2电桥法检测技术4.2电压信号放大技术4.2.1基本电路及理想特征4.2.2常用运算放大器4.2.3仪表放大器4.2.4增益可编程控制集成运算放大器4.2.5AD620低价格、低功耗仪器用放大器第四章输入通道技术4.3输入通道配置技术4.3.1输入通道的基本形式4.3.2信号隔离技术4.3.3多路切换技术4.3.4多路信号采集系统应用举例4.3.5V/F、F/V变换技术4.3.6A/D变换技术4.3.7开关量输入的CPU接口4.3.8MCS-96系列单片机HSI中断子程序和

2、A/D变换子程序4.3.9单总线4通道A/D变换器DS24504.3.10键盘输入技术和触摸屏技术第四章输入通道技术4.4单片机采集系统举例4.4.1单片机对频率量的采集4.4.2单片机对于多路模拟量的循环采集4.5实时时钟技术4.5.1RAM插座DS1216B4.5.2实时时钟集成电路DS1287和DS128874.5.3微电流充电式实时时钟芯片DS13024.1电阻变化信号提取技术电阻变化信号提取技术：恒流供电检测技术和电桥法检测技术图4-1恒压和恒流式传感器输出电路图4.1.1恒流供电检测技术4.1.1恒流供电检测技术恒压式则它为非线性测量。恒

3、流式则它为线性测量。4.1.1恒流供电检测技术图4-2LM317管脚图4.1.1恒流供电检测图4-3恒流源模块电路原理图4.1.1恒流供电检测在图4-3中，基准电压经过R1转换成电流，同时从调节端流出的电流（Iadj）小于100uA并保持恒定，因此，得到的电流输出为：Iout=（Vref/R1）+Iadj=1.25V/R14.1.2电桥法检测技术图4-4直流电桥电路4.1.2电桥法检测技术单电桥双电桥（对桥）全电桥当x≤1当x≤1从以上三个电桥分析可得，全桥时所获得的信号分辨率最高。4.2电压信号放大技术4.2.1基本电路及理想特征4.2.2常用运算

4、放大器4.2.3仪表放大器4.2.4增益可编程控制集成运算放大器4.2.5AD620低价格、低功耗仪器用放大器4.2.1基本电路及理想特征理想特性反相放大器同相放大器跟随器一、理想特性开环放大倍数Av=∞；输入阻抗Ri=∞，输出阻抗R0=0；频带宽度Bw=∞；当Vn=Vp时，V0=0没有温漂。二、反相放大器图4-5运算放大器基本电路二、反相放大器如图4-5所示则所以三、同相放大器图4-6同相放大器基本电路三、同相放大器如图4-6所示则所以四、跟随器图4-7跟随器基本电路如图4-7所示4.2.2常用运算放大器常用运算放大器可分为通用型和专用型，也可分为

5、高精度或高输入阻抗型等。通用型：F124、F224、F324等。高精度集成运算放大器：OP-07、09、11、27、AD508等。高输入阻抗型：LF347、MC34004、F355、LF155等。专用运算放大器：如视频放大器：MAX457等4.2.3仪表放大器（抑制共模干扰）图4-8仪表放大器基本电路4.2.3仪表放大器（抑制共模干扰）图4-8所示常用集成测量放大器：AD521的增益范围为0.1～1000，具有输入输出保护、强过载的特点，其增益与外接电阻RG的关系如表4-1所示。4.2.3仪表放大器（抑制共模干扰）增益1MΩ100KΩ10KΩ1KΩ1

6、00ΩRG0.11101001000表4-1仪表放大器增益表4.2.4增益可编程控制集成运算放大器图4-9模拟开关4051和AD620组成的可控增益运算放大器4.2.4增益可编程控制集成运算放器图4-9为模拟开关4051和AD620组成的可控增益运算放大器，利用改变反馈电阻的方法可改变集成运算放大器的增益。常用集成增益可编程控制测量放大器有：AD524、AD624、AD625等可控增益运算放大器的增益和反馈电阻的关系为：4.2.5AD620低价格、低功耗仪器用放大器AD620是低价格、高精度仪器用放大器，它只需一个外部电阻来设置1～1000的增益。A

7、D620有8引脚SOIC封装和DIP封装，其尺寸比离散设计的电路更小，而且功耗低（最大的电源电流仅有1.3mA），所以它非常适合于电池供电、便携式（或远程）应用。AD620由于具有很高的精度（最大非线性为40ppm，最大值为50uV的失调电压，最大失调偏移为0.6uV/℃），因此，把它用于精确的数据采集系统（如称重和传感器接口）是比较理想的。而且，由于AD620的低噪音，低输入偏置电流和低功耗的特性，使它非常适合于医疗仪器的应用系统。4.2.5AD620低价格、低功耗仪器用放大器AD620的特性如下：仅需一个外接电阻即可得到1～1000内的任意增益范

8、围；极宽的电源工作范围（±2.3V～±18V）；比三片运放组成的电路性能高；8引脚DIP或SOIC封装；带宽