正确使用器件是电路设计的基础，只有在掌握器件的原理与特性后才能发挥ui器件的特性、设计出正确的电路。本章主要介绍了集成运算放大器、a/d转换芯片、d/a转换芯片、dds专用集成芯片、lcd液晶显示器及各种传感器等常用芯片的原理与使用。实际设计过程中，需要针对不同的器件，寻找并了解器件的各种信息后才进行电路的设计。
随着模拟集成电路技术工艺的不断改进，集成运算放大器的性能得以不断提高，应用也越来越广泛，即使是在大功率电路、高频电路这些传统上由分离元件设计方法统治的电路设计领域，集成运算放大器的各种应用方法也开始不断涌现。在设计基于集成运算放大器的模拟电路之前有必要先对集成运算放大器有一个深入的了解，才能依实际情况选择合适的集成运算放大器。
集成运算放大器的性能主要取决于以下几个参数：单位增益带宽积、输入失调电压、输入失调电流、电压摆率、共模抑制比和开环增益，联系这些参数来讨论以下几类常见的集成运算放大器的基本性能。
根据放大器的结构的不同，运算放大器分为电流反馈型（cfb）和电压反馈型（vfb）。尽管在大多数典型应用中，两者的差别不大，但它们还是具有与本身结构有关的一些特点。
vfb放大器的输入级（如图2-1所示）通常是一个简单的差分对，对同样的双级晶体管处于相同的偏置电压和电流，由于两个输入端对称，这种结构通常叫平衡电路。由于结构是对称的，如果两个晶体管匹配，将不会产生失调电压。当电源电压发生变化时，器件的工作点发生变化，会影响失调电压。
但由于vfb的平衡结构，两个晶体管ce之间的电压变化是相同的，偏置电流的变化相互抵消，所以对失调电压的影响很小，因而具有很高的cmrr（共模抑制比）和psrr（高电源电压反射比）。
精密型集成运放的突出性能是极低的输入失调电压和输入失调电流、极高的开环增益和共模抑制比、很高的输入电阻、极低的噪声，因此，这类放大器主要应用于对微小信号的放大上。微小信号的数量级一般在mv至μv之间，往往需要放大器工作在较高的放大倍数（100～1000），而极高的开环增益使得此时放大器仍满足深度负反馈，同时由于有极低的输入失调电压和输入失调电流，使得来自于运放自身的失调不会被放大到足以影响到有用信号的程度；很高的输入电阻使得集成运放能很好的从输入获得电压信号而不需要太多的电流流入；极高的共模抑制比使得外界的共模噪声被极大抑制，而有用的差模信号得到放大。
若设计一个测量微小电阻（小于1ω）的电路。对于电阻量的测量，一般是用恒流源向被测电阻提供恒定电流，将电阻转换为电压来测量。但一般恒流源只能提供10ma左右的电流，在被测电阻上产生的电压不足10mv，必须对电压进行放大才能提高测量精度。
考虑采用精密型集成运算放大器op07（共模抑制比为94db、输入电阻26mω、输入失调电压150μv、输入失调电流6na），完全满足设计要求。但在实际测试时可以发现，只有将恒流源电流设定为1ma时，恒流源才能在较宽的电阻范围内（0.01ω～1ω）保持稳定。
这时若仍采用op07会有过大的共模噪声干扰。可更换为集成运放ad707（共模抑制比为114db、输入电阻45mω、输入失调电压25μv、输入失调电流2.0na），电路如图2-3所示。
由于精密集成运算放大器多用于微小信号的处理，所以其电压摆率一般很小（小于1v/μs），并且增益带宽积不会很大（小于1mhz），所能处理的频段一般只能在直流到几khz的频段上。
图1-1 这是图题。
宽带集成运放的突出性能是很高的增益带宽积（大于50mhz）、极大的电压摆率（大于1000v/us），普通的电压反馈集成运放根本无法达到这样的技术指标。
另外，电流反馈放大器在很宽的频率范围内增益恒定，在频率响应上的性能要远优于电压反馈型放大器，所以宽带放大器都是电流反馈型的，其等效电路如图2-4所示。
图2-4 宽带运放等效电路。
这种特殊的等效电路决定了它与电压反馈放大器的电路分析方法有本质的不同。虚短路和虚开路成立的原因不是像电压反馈放大器那样是放大器本身具有的，而是由电路深度负反馈实现的。在反馈电阻的选择上，电压反馈一般选则较大的（大于10k数量级），这样反馈电阻获得反馈电压的能力更大；而电流反馈一般选择较小的（小于1k数量级），这样反馈电阻获得反馈电流的能力更大。
单片仪表放大器ad620功耗低、精度高，是在原有的传统三片运放的基础上改进而来的。ad620采用绝对值校准，仅用一个电阻就可以实现对增益的准确设定，另外其单片的工艺技术使得电路元件间的匹配与跟踪都非常好。
ad620的内部简化电路如图2-8所示，内部增益电阻都校准到绝对值24.7kω，其增益公式为：
根据图2-8可知，ad620的内部结构其实是一个差分放大器，在此将传统的差分放大电路与ad620的性能进行比较。传统的差分放大电路如图2-9所示。
图1-2 这里是图题。
此差分放大器的差模电压增益为：
输入阻抗为：。
将ad620电路和差分放大电路的参数进行比较，结果列举如表2-2所示。
表1-1 这里是表题。
根据此表可以明显看出ad620各方面的性能均要优于由三个运放构成的基本差动放大器，因此，条件允许的情况下，可用ad620代替传统的差分放大电路。
ad620的失调电压和失调电流小、共模抑制比高，所以在微弱信号的处理，也就是放大和消除噪声方面有着比较优秀的品质，在仪表放大中应用较多，比如简易心电仪、压力传感器、超声仪等。ad620还有一个偏置端，可以输出带偏置的信号，也可以用于程控放大等场合。
ad620最典型的应用在心电信号检测中，图2-10为心电信号检测电路中的ad620电路，其输入端引脚）接入的是一对差分信号。
如果是控制系统，必须把要求控制的模拟量转换为数字量送到单片机内去运算和处理，另外在电子测量及通讯等领域内也都需要把待测的模拟量转换为数字量进行处理，所以模数转换器是数字信号处理系统的关键部件之一，模数转换芯片沟通了模拟量和数字量之间的通路。
本文主要介绍常用a/d转换芯片的选择、常用a/d转换芯片引脚及特性介绍、a/d转换芯片与单片机的接口设计。
根据a/d转换器的原理可将a/d转换器分成两大类，直接型a/d转换器和间接型a/d转换器，直接型a/d转换器是将输入的模拟电压直接转换为数字**，而在间接型a/d转换器中，首先把输入模拟电压转换为某种中间变量（时间、频率、脉冲宽度等等），然后再把这个中间变量转换为数字**输出。
直接型a/d转换器中应用较为广泛的主要有逐次逼近式a/d转换器，间接型a/d转换器中应用较为广泛的主要有双积分式a/d转换器和v-f变换式a/d转换器。
分辨率表示输出数字量变化一个相邻数码所需输入模拟电压的变化量，转换器的分辨率定义为满刻度电压与2n之比值，其中n为adc的位数。
量化误差是由adc的有限分辨率而引起的误差，在不计其它误差的情况下，一个分辨率有限的adc的阶梯状转移特性曲线与具有无限分辨率的adc转移特性曲线之间的最大偏差，称为量化误差。分辨率高的adc具有较小的量化误差。
量化误差是由adc的有限分辨率而引起的误差，在不计其它误差的情况下，一个分辨率有限的adc的阶梯状转移特性曲线与具有无限分辨率的adc转移特性曲线之间的最大偏差，称为量化误差。分辨率高的adc具有较小的量化误差。
量化误差是由adc的有限分辨率而引起的误差，在不计其它误差的情况下，一个分辨率有限的adc的阶梯状转移特性曲线与具有无限分辨率的adc转移特性曲线之间的最大偏差，称为量化误差。分辨率高的adc具有较小的量化误差。
量化误差是由adc的有限分辨率而引起的误差，在不计其它误差的情况下，一个分辨率有限的adc的阶梯状转移特性曲线与具有无限分辨率的adc转移特性曲线之间的最大偏差，称为量化误差。分辨率高的adc具有较小的量化误差。
输入信号为零时，输出信号不为零的值为偏移误差，也称零值误差。偏移误差通常是由于adc内部的放大器或比较器输入的偏移电压或电流引起的，一般在adc外部加一个作调节作用的电位器便可使偏移误差调至最小。ad574在使用前就需要做零点偏移及增益调整。
有些转换器还将时钟电路、基准电压源和转换电路等集成在一个芯片内，为用户提供了很多方便。对于品种繁多、性能各异的a/d转换器，在设计数据采集系统时选择要遵从以下介绍的几点要求：
a/d转换器位数的确定与整个测量控制系统所要测量控制的范围和精度有关，但又不能唯一确定系统的精度，因为系统精度涉及的环节比较多。然而估算时，a/d转换器的位数至少要比总精度要求的最低分辨率高一位。虽然分辨率与转换精度是不同的概念，但没有基本的分辨率就谈不上转换精度，精度是在分辨率的基础上反映的。
实际选取的a/d转换器的位数应与其它环节所能达到的精度相适应，当然，选的太高即没有意义，而且成本增加很多。
积分型a/d转换器的转换速度较慢，一般适用于对温度、压力、流量等缓变参量的检测和控制。逐次比较型a/d转换器的转换时间可从几μs到100μs左右，属于中速a/d转换器，常用于多通道单片机控制系统和声频数字转换系统等。双极型或cmos工艺制成的a/d转换器为高速a/d转换器，适用于雷达、数字传输、瞬态记录等对实时性要求很高的测量控制系统。
若采用转换时间为100μs的a/d转换芯片，转换速率为10千次/秒，根据采样定理和实际需要，一个周期的波形需要采10个点，那么这样的a/d转换器最高也只能处理1khz的信号。换成转换时间为10μs a/d转换器，信号频率可提高到100khz。但对一般微处理器而言，要在10μs内完成a/d转换外的工作，如读数据、再启动、存数据、循环计数等往往比较困难。
a/d转换器需外部控制启动转换信号方能进行转换，这一启动信号可由cpu提供。不同信号的a/d转换器对启动转换信号的要求也不同，分脉冲启动和电平控制两种。adc0804、adc0809等均属于脉冲启动，adc570、adc571、adc574等均属于电平控制，在电平控制类a/d转换器转换时，电平应保持在转换的全过程中，否则会中止转换的进行，因此该电平一般需由d触发器锁存供给。
adc0809是cmos工艺，采用逐次逼近法的8位a/d转换芯片，28引脚双列直插式封装，片内除a/d转换部分外还有多路模拟开关部分。多路开关有8路模拟量输入端，最多允许8路模拟量分时输入，共用一个a/d转换器进行转换。
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