当前课程知识点：数字电子技术基础 > 第十一周 > 11.3.5 双积分型和V-F型A/D转换器 > Video
除了反馈比较型的AD
还有间接型的AD
间接型的AD
名称的来源源于
这一类AD是首先
把我的模拟量
变成了一个中间量
这个中间量可能是时间的宽度
也可能是一个频率
然后再对这些时间量或者频率
再进行转换
转换成数字量
这就是间接型AD的这个思路
我们仔细分析其中的一种
双积分型的
也就是首先把它转换成时间量的
这么一个间接型AD
先把电压信号转换成与之成
正比的时间宽度信号
然后如果在这个时间宽度内
我用固定频率脉冲进行计数
那得到的这个计数结果
就可以和我待转换的
模拟量之间成正比
因此就完成了一个AD转换
下边我们来看一下
它具体的实现电路
在这个电路当中
核心的部分是这个积分器
这个积分器的输出
会和比较器相连
比较器它的单限比较
是和零线相比
这个结果去影响
控制逻辑当中的计数的
这个过程
好 我们下边就来分析一下
首先在电路当中
有两个开关
这两个开关分别控制
我积分的对象
和我是否积分开始
那么起始状态
计数器要先清零
电容上的电荷
要首先放掉
开始之后转换控制信号
等于1的话
让S0断开 S1现在打向你
待转换的那个模拟电压值
打向待转换的模拟电压值
我对这个信号进行
固定时间的积分
假设我的固定时间是T1
在T1期间VI是不能变的
这句话也就告诉你
你输入的这个模拟电压值
应该前端是有采保电路的
在一次转换的过程当中
VI不能变
待转换的值是不能变的
好 在T1期间
对VI进行积分
我们可以通过下边这个积分式得到
VO就等于对VI进行积分
那么你得到的值就是
我们写下来的这个值
负的RC分之T1乘VI
这个时候VO和VI是成正比的
因为前边的这个系数
T1和RC都是常量
在这样的积分结果下
我把S1打向我的基准电压
注意在双积分型的转换器当中
基准电压要和你
待转换的电压值极性相反
当我打向负的VREF的时候
我的积分再一次进行
只不过这个时候的积分
是一个反向积分
而且是一个有初值的反向积分
初值是多少呢
就是刚才我们算出来
在T1积分完毕之后的
那个VO值
我把它带进来
那么在这个常量的基础上
我进行对VREF
进行一个负的VREF的积分
这样一来我关注
关注什么时候
刚才这个积分器的输出
先往下积
再往上积之后
什么时候这个比较器的输出回0
一旦回0
我们就叫停
一旦回0就叫停
我们把上面这个式子整理一下
你会发现这个式子
引入了一个量
是第二阶段积分的那个时间T2
T2等于什么呢
T2等于T1乘以VI
再除以VREF
这个时候T2就成了一个
与VI成正比的这么一个时间量
如果我在T2阶段
对一个固定的高频fc
因为脉冲计数的话
那这时候
我就能得到一个数字量
D等于T2乘以fc
得到的这个数字量
我如果把T2代进去的话
你会发现D等于T1除以TcVREF
前面这是一个常量
再乘以VI
通过这样的一个变换
一个积分再反向积分的过程
我们把一个电压量变成时间量
再把时间量变成了一个数字量
如果我们把这个过程
用波形图把它画出来
你会发现在这个波形图当中
首先你是通过固定时间的积分
把电压值变成了一个积分之后的
不同的初值
在不同的初值下
如果再进行相同斜率
就是对负的VREF进行反向积分
那这个时候不同的初值
就需要花不同的时间
再能回到零点
转换出来的t2和t2’
分别对应的就是不同的
待转换的电压值
如果在t2和t2’这个时间内
都对一个高频的fc脉冲
进行计数
那就得到了
两个不同的数字量
而这两个数字量
都分别正比于你的输入电压
待转换电压VI
这个电路在电路实现的时候
也相对比较简单
它的核心是我们刚才说的
要有一个能够计数的
这个计数器
还需要有一个能够固定时间
计固定时间的这么一个计数器
那计固定时间的计数器
和我后端需要进行转换的
这个计数器
其实是可以把它统一起来
所谓固定时间内积分
那你想一下一个计数器
如果我从000一直计到111
再回到000
也就是计数器计满
在相对固定频率下的时候
它就是一个固定时间
那么这个固定时间的计数器
当我需要它作为计数的时候
我不用计满
我只需要当我回到0
比较电压回0的时候
把我的计数过程叫停
那么这个时候我所计的
就是我要的这个数字量
所以它的核心
就是下面这个数字量
输出这一部分
就是复用了一个计数器
这个计数器
在第一次积分的时候
做固定时间
第二次积分的时候它去数数
最关键的部分还是上面
刚才我们讲到的这个积分器
积分器通过VI和-VREF
两个方向的积分
来使得它完成了电压量
到时间量的一个转换
压频变换型
压频变换型需要大家
有一点基础知识
就是在模拟电路当中
我们学过压频电路
如果在模拟电路当中
掌握了压频电路之后
你知道我们是可以实现
电压变成一个成正比的频率信号
完成这一步之后
如果我在固定时间内
对频率信号进行计数的话
那频率越高的那个信号
所计得的数字量就越大
因此对于我们来讲
你就完成了一个
从模拟电压量到数字量的转换
那在这个转换的过程当中
你也要实现两件事儿
第一个首先要实现压频的变换
变成一个中间量
然后你还是需要计数器
而且需要在固定时间内积分
这个固定时间
你可以用咱们前边
脉冲电路当中学过的
单稳态电路来帮助实现
因为单稳态电路
当你一次变换开始
也就是触发开始之后
我会进入到一个电平值
那么过了一段时间之后
我会返回
而过多长时间
就是我们说的固定时间
来数数的这个时间
那压频变换电路的实现
我们在这儿就不讲了
大家可以自行去看教材
-0.1 数字量和模拟量
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-0.2 电子技术的发展历程
--Video
-0.3 课程的基本任务
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-1.1 信息与编码
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-1.2 二进制的补码
--Video
-1.3 二进制补码运算的符号位
--Video
-1.4 二进制的编码
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-1.5 用电压来表达信息
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-1.6 电压信号的离散化
--Video
-2.1 逻辑代数概述
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-2.2 逻辑代数的三种基本运算
--Video
-第一周--第一周作业
-2.3 几种常用的复合逻辑运算
--Video
-2.4 逻辑代数的基本公式和常用公式
--Video
-2.5 逻辑代数的基本定理
--Video
-2.6 逻辑函数及其表示方法
--Video
-2.7 逻辑函数形式的变换
--Video
-2.8 逻辑函数的化简
--Video
-2.9 逻辑函数的最小项之和
--Video
-2.10 逻辑函数的最大项之积
--Video
-2.11 最小项和最大项的关系
--Video
-2.12 逻辑函数的卡诺图
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-2.13 卡诺图化简法
--Video
-2.14 具有无关项的逻辑函数及其化简
--Video
-2.15 逻辑函数的机器化化简法
--Video
-第二周--第二周作业
-3.0 门电路概述
--Video
-3.1-1 半导体二极管的开关特性
--Video
-3.1-2 二极管与门
--Video
-3.1-3 二极管或门
--Video
-3.1-4 二极管门电路的缺点
--Video
-3.2-1 MOS管的基本构造和工作原理
--Video
-3.2-2 MOS管的开关特性
--Video
-3.2-3 MOS管的工作特性曲线
--Video
-3.3-1 CMOS反相器的电路结构和工作原理
--Video
-3.3-2 CMOS反相器的电压电流传输特性
--Video
-3.3-3 CMOS反相器的静态输入输出特性
--Video
-3.3-4 CMOS反相器的动态特性
--Video
-3.3-5 CMOS反相器的总功耗
--Video
-第三周--第三周作业
-3.4-1 其他逻辑功能的CMOS门电路
--Video
-3.4-2 带缓冲级的CMOS门电路
--Video
-3.4-3 漏极开路的门电路
--Video
-3.4-4 CMOS传输门和三态门
--Video
-3.5-1-1 双极型三极管的输入输出特性
--Video
-3.5-1-2 双极型三极管的基本开关电路
--Video
-3.5-1-3 双极型三极管的开关等效电路、三极管反相器
--Video
-第四周--第四周作业
-3.5-2-1 TTL反相器的电路结构
--Video
-3.5-2-2 TTL反相器的工作原理
--Video
-3.5-2-3 TTL反相器中的几个 问题和输入噪声容限
--Video
-3.5-3-1 TTL反相器的输入输出特性
--Video
-3.5-3-2 TTL反相器的输入端负载特性
--Video
-3.5-3-3 TTL反相器的扇出系数
--Video
-3.5-4-1 TTL反相器的传输延迟时间
--Video
-3.5-4-2 TTL反相器的交流噪声容限
--Video
-3.5-4-3 电源的动态尖峰电流
--Video
-3.5-5-1 其他逻辑功能的TTL门电路
--Video
-3.5-5-2 集电极开路输出的门电路
--Video
-3.5-5-3 三态输出门
--Video
-实验一：与非门电压传输特性曲线的观测
--Video
-实验二：与非门传输延迟时间的测量
--Video
-第五周--第五周作业
-4.1 组合逻辑电路的特点
--Video
-4.2-1 组合逻辑电路的分析方法
--Video
-4.2-2 组合逻辑电路的设计方法
--Video
-4.3-1-1 若干常用组合逻辑电路：普通编码器
--Video
-4.3-1-2-1 优先编码器
--Video
-4.3-1-2-2 优先编码器的扩展
--Video
-4.3-1-3 二-十进制优先编码器
--Video
-4.3-2-1 译码器
--Video
-4.3-2-2 二进制译码器的扩展
--Video
-4.3-2-3-1 显示译码器
--Video
-4.3-2-3-2 显示译码器附加控制端的作用
--Video
-4.3-2-4 用译码器设计组合逻辑电路
--Video
-4.3-3-1 数据选择器
--Video
-4.3-3-2 用数据选择器设计组合电路
--Video
-4.3-4-1 加法器
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-4.3-4-2 多位加法器
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-4.3-4-3 用加法器设计组合电路
--Video
-4.3-5 数值比较器
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-4.4-1_4.4-2 组合逻辑电路中的竞争-冒险现象
--Video
-4.4-3 消除竞争-冒险现象的方法
--Video
-第六周--第六周作业
-4.5 可编程器件及EDA1
--Video
-5.0 触发器的由来
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-5.1 门电路与触发器的关系
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-5.2 基本RS锁存器
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-5.3-1 电平触发的SR触发器
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-5.3-2 电平触发的D触发器1
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-5.3-3 电平触发的D触发器2
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-5.4-1-1 脉冲触发的触发器--主从D触发器
--Video
-5.4-1-2 脉冲触发的触发器--主从SR触发器
--Video
-5.4-1-3 脉冲触发的触发器--主从JK触发器
--Video
-5.4-2 脉冲触发方式的动作特点
--Video
-5.5 边沿触发的触发器
--Video
-5.6-1 触发器的逻辑功能及其描述方法--SR触发器
--Video
-5.6-2触发器的逻辑功能及其描述方法--JK触发器、T触发器、D触发器
--Video
-第七周--第七周作业
-5.7-1 触发器的动态特性1
--Video
-5.7-2 触发器的动态特性2
--Video
-5.7-3 触发器的动态特性3
--Video
-6.1-1 时序逻辑电路概述
--Video
-6.1-2 时序电路的一般结构形式与功能描述方法
--Video
-6.1.3 时序电路的分类
--Video
-6.2.1-1 同步时序电路的分析方法1
--Video
-6.2.1-2 同步时序电路的分析方法2
--Video
-6.2.3 异步时序电路的分析方法
--Video
-6.3.1-1 寄存器
--Video
-6.3.1-2 移位寄存器1
--Video
-6.3.1-3 移位寄存器2
--Video
-6.3.1-4 移位寄存器扩展应用
--Video
-6.3.2-1-1-1 计数器概述、同步二进制加法计数器
--Video
-6.3.2-1-1-2 同步二进制减法计数器
--Video
-6.3.2-1-1-3 同步加减计数器
--Video
-6.3.2-1-2-1 同步十进制加法计数器
--Video
-6.3.2-1-2-2 同步十进制减法计数器、十进制可逆计数器
--Video
-6.3.2-2 异步计数器
--Video
-第八周--第八周作业
-6.3.2-3-1-1 任意进制计数器的构成方法
--Video
-6.3.2-3-1-2 任意进制计数器的构成方法--举例(N>M)
--Video
-6.3.2-3-1-3 任意进制计数器的构成方法--举例(N<M)
--Video
-6.3.2-4 计数器应用举例
--Video
-6.4.1-1 时序逻辑电路的设计方法
--Video
-6.4.1-2 时序逻辑电路的设计方法--举例
--Video
-6.4.2 时序逻辑电路的动态特性分析
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-7.0 半导体存储器绪论
--Video
-7.1 半导体存储器概述和分类
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-7.2-1 ROM的结构和工作原理
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-7.2-2 可编程ROM1
--Video
-7.2-3 可编程ROM2
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-7.3 RAM的结构和工作原理
--Video
-7.4-1 存储器容量的扩展-位扩展
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-7.4-2 存储器容量的扩展-字扩展
--Video
-7.5 用存储器实现组合逻辑电路
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-第九周--第九周作业
-8.1 可编程逻辑器件概述
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-8.2-8.3-8.4 可编程逻辑器件-FPLA/PAL/GAL
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-8.5-8.6-8.7 可编程逻辑器件-EPLD/CPLD/FPGA
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-8.8-8.9 可编程逻辑器件-ISPGDS、PLD的使用
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-10.1-1 脉冲波形的产生和整形概述
--Video
-10.1-2-10.2.1 门电路组成的施密特触发器
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-10.2.2 集成施密特触发器
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-10.2.3 施密特触发器的主要特点和应用
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-10.3.1-1-1 积分型单稳态触发器--结构和工作原理
--Video
-10.3.1-1-2 积分型单稳态触发器--性能参数计算
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-10.3.1-2-1 微分型单稳态触发器--结构和工作原理
--Video
-10.3.1-2-2 微分型单稳态触发器--性能参数计算
--Video
-10.3.2 集成单稳态触发器
--Video
-10.4.1 用施密特触发器构成的多谐振荡器
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-10.4.2 对称式多谐振荡器
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-10.4.3 非对称式多谐振荡器
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-第十周--第十周作业
-10.4.4 环形振荡器
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-10.4.5 石英晶体多谐振荡器
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-10.5 脉冲电路的分析方法
--Video
-10.6.1 555定时器电路的结构与功能
--Video
-10.6.2 用555定时器接成施密特触发器
--Video
-10.6.3 用556定时器接成单稳态触发器
--Video
-10.6.4 用557定时器接成多谐振荡器
--Video
-11.1 数模和模数转换概述
--Video
-11.2.1 权电阻网络D/A转换器
--Video
-11.2.2 倒T型电阻网络D/A转换器
--Video
-11.2.3 具有双极性输出的电阻网络D/A转换器
--Video
-11.2.4 D/A转换器的转换精度和速度
--Video
-11.3.1 A/D转换的基本原理
--Video
-11.3.2 采样保持电路
--Video
-11.3.3 并联比较型A/D转换器
--Video
-11.3.4-1 反馈比较型A/D转换器--计数型
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-11.3.4-2 反馈比较型A/D转换器--逐次渐进型
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-11.3.5 双积分型和V-F型A/D转换器
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-第十一周--第十一周作业
-I-概述、电路设计及功能仿真
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-II-指定芯片及时序仿真
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-III-选外设（自动化）、锁定引脚并生成下载文件
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-IV-电路扩展设计
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-V-用Verilog描述状态机电路
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