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德國KUBLER庫伯勒信號轉(zhuǎn)換器的常見類型及案例分析
KUBLER信號轉(zhuǎn)換器是一種設(shè)備，通過數(shù)電的原理將電信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，需專業(yè)的芯片處理。
IK型標(biāo)準(zhǔn)KUBLER信號轉(zhuǎn)換器在工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中與各儀表配套使用，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)信號轉(zhuǎn)為開關(guān)量，在一定條件下代替PLC的輸出。
2、 輸入信號：4~20mA歐或（1~5V）；標(biāo)配8路。（可增加）
5、 任意調(diào)控輸入信號源，使其在任何一值產(chǎn)生出干接點(diǎn)輸出。
6、 環(huán)境條件：溫度0℃~55℃，溫度≦85%，不透于有腐蝕性氣體的場所使用。
1．調(diào)節(jié)電位器W，使其在某點(diǎn)輸出干接點(diǎn)（例如：在輸入時4.8mA，要產(chǎn)生報警，即調(diào)節(jié)電位器W，輸出產(chǎn)生干接點(diǎn)。
模數(shù)轉(zhuǎn)換器
模數(shù)轉(zhuǎn)換器是一種能將模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號的電子元件。通常是將信號采樣并保持以后，再進(jìn)行量化和編碼，這兩個過程是在轉(zhuǎn)化的同時實(shí)現(xiàn)的。
模數(shù)轉(zhuǎn)換一般要經(jīng)過采樣、保持和量化、編碼這幾個步驟。在實(shí)際電路中，有些過程是合并進(jìn)行的，如采樣和保持，量化和編碼在轉(zhuǎn)換過程中是同時實(shí)現(xiàn)的。
數(shù)模轉(zhuǎn)換器
數(shù)模轉(zhuǎn)換器是一種能夠把連續(xù)的模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡x散的數(shù)字信號的器件。經(jīng)數(shù)字系統(tǒng)處理后的數(shù)字量，有時又要求再轉(zhuǎn)換成模擬量以便實(shí)際使用，這種轉(zhuǎn)換稱為“數(shù)模轉(zhuǎn)換"。
DAC主要由數(shù)字寄存器、模擬電子開關(guān)、位權(quán)網(wǎng)絡(luò)、求和運(yùn)算放大器和基準(zhǔn)電壓源（或恒流源）組成。用存于數(shù)字寄存器的數(shù)字量的各位數(shù)碼，分別控制對應(yīng)位的模擬電子開關(guān)，使數(shù)碼為1 的位在位權(quán)網(wǎng)絡(luò)上產(chǎn)生和其位權(quán)成正比的電流值，再由運(yùn)算放大器對各電流值求和，并轉(zhuǎn)換成電壓值。
用電阻設(shè)定增益的單端至差分轉(zhuǎn)換器
很多應(yīng)用都需要差分信號，以獲得較高的信噪比，提高對共模噪聲的抑制能力，并獲得較低的二次諧波失真，例如驅(qū)動調(diào)制解調(diào)器ADC、通過雙絞線電纜傳輸信號，以及高保真音頻信號的調(diào)整等。這就要求有一種可以將單端信號轉(zhuǎn)換為差分信號的電路，即單端-差分轉(zhuǎn)換器
對很多應(yīng)用而言，AD8476內(nèi)置的小功率全差分精密放大器就足夠完成單端-差分的轉(zhuǎn)換功能。但對于需要更高性能的應(yīng)用，可以將一只OP1177精密運(yùn)放與AD8476相級聯(lián)，如圖1所示。這種單端-差分轉(zhuǎn)換器有高的輸入阻抗、(最大)2nA輸入偏移電流及相對輸入端的(最大)60μV偏移電壓和(最大)0.7μV/℃電壓偏移。
圖1中電路是一種雙放大器反饋結(jié)構(gòu)，其中運(yùn)放決定了電路的精度以及噪聲性能，而差分放大器則扮演了單端-差分轉(zhuǎn)換功能。這個反饋結(jié)構(gòu)抑制了AD8476的誤差，包括噪聲、失真、偏移、漂移，它用運(yùn)放的大開環(huán)增益替代了AD8476內(nèi)部的運(yùn)放反饋回路。本質(zhì)上，這個結(jié)構(gòu)是采用運(yùn)放針對輸入端的開環(huán)增益，衰減了AD8476的誤差。
圖中的外接電阻R F和R G設(shè)定單端-差分放大器的增益，即
與任何反饋連接相同，必須非常注意確保系統(tǒng)的穩(wěn)定。OP1177與AD8476的級聯(lián)構(gòu)成了一個組合式差分輸出運(yùn)放，其開環(huán)增益是OP1177開環(huán)增益與AD8476閉環(huán)增益的乘積。因此，AD8476的閉環(huán)帶寬為OP1177的開環(huán)增益加了一極。為確保穩(wěn)定性，AD8476的帶寬應(yīng)高于OP1177的單位增益頻率。當(dāng)電路的閉環(huán)增益大于2時，這個要求可以放松，因為電阻反饋網(wǎng)絡(luò)可有效地將OP1177的單位增益頻率降低RG/(RG+RF).AD8476的帶寬為5MHZ，因此電路在任何增益下都不會有穩(wěn)定性問題。
當(dāng)使用單位增益頻率遠(yuǎn)大于差分放大器帶寬的運(yùn)放時，可以插用一個帶寬限制電容CF，如圖2所示。電容CF與反饋電阻RF構(gòu)成一個積分器，整個電容的帶寬則為：
帶寬方程1/ 2系數(shù)的原因是：電路的輸出是按單端反饋，而不是差分式。因此，電路的反饋系數(shù)與帶寬都要減半。
如果這個減少的帶寬小于差分放大器的閉環(huán)帶寬，則電路就會穩(wěn)定。這種帶寬限制技巧也可以將RG開路，從而獲得2的增益。
