随机存取内存数字~模拟转换器

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随机存取内存数字~模拟转换器

篇1:随机存取内存数字~模拟转换器

RAMDAC 是 Random Access Memory Digital/Analog Convertor 的缩写,即随机存取内存数字~模拟转换器,RAMDAC 的作用,是将显存中的数字信号转换为显示器能够显示出来的模拟信号,其转换速率以 MHz 表示。

计算机中处理数据的过程,其实就是将事物数字化的过程。所有的事物,将被处理成 0 和 1 两个数,而后不断进行累加计算。图形加速卡也是靠这些 0 和 1 对每一个象素进行颜色、深度、亮度等各种处理。显卡生成的信号,都是以数字来表示的,但是所有的 CRT 显示器,都是以模拟方式进行工作的,数字信号无法被识别,

这就必须有相应的设备,将数字信号转换为模拟信号。而 RAMDAC 就是显卡中将数字信号转换为模拟信号的设备。

RAMDAC 的转换速率以 MHz 表示,它决定了刷新频率的高低(与显示器的带宽意义近似)。其工作速度越高,频带越宽,高分辨率时的画面质量就越好。该数值决定了在足够的显存下,显卡最高支持的分辨率和刷新率。如果要在 1024768 的分辨率下,达到 85Hz 的分辨率,RAMDAC 的速率至少是 1024768851.3441.0690MHz。

目前,主流的显卡 RAMDAC 都能达到 350MHz 和 400MHz,已足以满足和超过目前大多数显示器所能提供的分辨率和刷新率。

篇2:随机存取内存RAM

随机存取内存RAM(RandomAccessMemory):RAM是可被读取和写入的内存,我们在写资料到RAM内存时也同时可从RAM读取资料,这和ROM内存有所不同,

随机存取内存RAM

但是RAM必须由稳定流畅的电力来保持它本身的稳定性,所以一旦把电源关闭则原先在RAM里头的资料将随之消失。

篇3:声卡・什么是数字-模拟转换器

声卡・什么是数字-模拟转换器

声卡最重要的功能就是将数字化的音乐信号转化为模拟类信号,完成这一功能的部件称为DAC(Digital-Analog Converter:数字-模拟转换器,简称数模转换器),DAC的品质决定了整个声卡的音质输出品质,如果声卡是数字输出的话,那末级的DAC决定音质。

大多数声卡使用了符合AC97的Codec(数字信号编码解码器,DAC和ADC的结合体),由于AC97的标准定义了输入输出的采样频率都是48kHz这一个频率,所以如果Codec接收到其他采样频率的.音频流,便会经过SRC(Sample Rate Converter:采样频率转换器),将频率转换到统一的48kHz,在这个转换过程中,音频流中的数据便会由于转换算法而损失一部分细节,造成音质的损失,所以AC97除了播放48kHz的音频流音质还不错以外,播放其它采样频率的音频流都不能得到很好的回放音质。当然,如果在Codec以后做修正电路可以提高一些音质,这就因厂商而异了。

篇4:单片K型热电偶放大与数字转换器MAX6675

单片K型热电偶放大与数字转换器MAX6675

摘要:MAX6675是Maxim公司推出的具有冷端补偿的单片K型热电偶放大器与数字转换器。文中介绍器件的特点、工作原理及接口时序,并给出与单片机的接口电路及温度读取、转换程序。

关键词:热电偶放大器 冷端补偿 数字输出

热电偶作为一种主要的测温元件,具有结构简单、制造容易、使用方便、测温范围宽、测温精度高等特点。但是将热电偶应用在基于单片机的嵌入式系统领域时,却存在着以下几方面的问题。①非线性:热电偶输出热电势与温度之间的关系为非线性关系,因此在应用时必须进行线性化处理。②冷补偿:热电偶输出的热电势为冷端保持为0℃时与测量端的电势差值,而在实际应用中冷端的温度是随着环境温度而变化的,故需进行冷端补偿。(本网网收集整理)③数字化输出:与嵌入式系统接口必然要采用数字化输出及数字化接口,而作为模拟小信号测温元件的热电偶显然法直接满足这个要求。因此,若将热电偶应用于嵌入式系统时,须进行复杂的信号放大、A/D转换、查表线性线、温度补偿及数字化输出接口等软硬件设计。如果能将上述的功能集成到一个集成电路芯片中,即采用单芯片来完成信号放大、冷端补偿、线性化及数字化输出功能,则将大大简化热电偶在嵌入式领域的应用设计。

Maxim公司新近推出的MAX6675即是一个集成了热电偶放大器、冷端补偿、A/D转换器及SPI串口的热电偶放大器与数字转换器。

1 性能特点

MAX6675的主要特性如下:

①简单的SPI串行口温度值输出;

②0℃~+1024℃的测温范围;

③12位0.25℃的分辨率;

④片内冷端补偿;

⑤高阻抗差动输入;

⑥热电偶断线检测;

⑦单一+5V的电源电压;

⑧低功耗特性;

⑨工作温度范围-20℃~+85℃;

⑩V的ESD信号。

该器件采用8引脚SO帖片封装。引脚排列如图1所示,引脚功能如表1所列。

表1 MAX6675引脚功能

引  脚名  称

功    能

1GND接地端2T-K型热电偶负极3T+K型热电偶正极4VCC正电源端5SCK串行时钟输入6CS片选端,CS为低时、启动串行接口7SO串行数据输出8N.C.空引脚

2 工作原理

MAX6675的内部结构如图2所示。该器件是一复杂的单片热电偶数字转换器,内部具有信号调节放大器、12位的模拟/数字化热电偶转换器、冷端补偿传感和校正、数字控制器、1个SPI兼容接口和1个相关的逻辑控制。

图2 MAX6675内部结构框图

2.1 温度变换

MAX6675内部具有将热电偶信号转换为与ADC输入通道兼容电压的信号调节放大器,T+和T-输入端连接到低噪声放大器A1,以保证检测输入的高精度,同时使热电偶连接导线与干扰源隔离。热电偶输出的热电势经低噪声放大器A1放大,再经过A2电压跟随器缓冲后,被送至ADC的输入端。在将温度电压值转换为相等价的温度值之前,它需要对热电偶的冷端温度进行补偿,冷端温度即是MAX6675周围温度与0℃实际参考值之间的差值。对于K型热电偶,电压变化率为41μV/℃,电压可由线性公式Vout=(41μV/℃)×(tR-tAMB)来近似热电偶的特性。上式中,Vout为热电偶输出电压(mV),tR是测量点温度;tAMB是周围温度。

2.2 冷端补偿

热电偶的功能是检测热、冷两端温度的差值,热电偶热节点温度可在0℃~+1023.75℃范围变化。冷端即安装MAX6675的电路板周围温度,比温度在-20℃~+85℃范围内变化。当冷端温度波动时,MAX6675仍能精确检测热端的温度变化。

图3 MAX6675 SO端输出数据的格式

MAX6675是通过冷端补偿检测和校正周围温度变化的。该器件可将周围温度通过内部的温度检测二极管转换为温度补偿电压,为了产生实际热电偶温度测量值,MAX6675从热电偶的输出和检测二极管的输出测量电压。该器件内部电路将二极管电压和热电偶电压送到ADC中转换,以计算热电偶的热端温度。当热电偶的冷端与芯片温度相等时,MAX6675可获得最佳的测量精度。因此在实际测温应用时,应尽量避免在MAX6675附近放置发热器件或元件,因为这样会造成冷端误差。

2.3 热补偿

在测温应用中,芯片自热将降低MAX6675温度测量精度,误大小依赖于MAX6675封装的热传导性、安装技术和通风效果。为降低芯片自热引起的测量误差,可在布线时使用大面积接地技术提高MAX6675温度测量精度。

2.4 噪声补偿

MAX6675的测量精度对电源耦合噪声较敏感。为降低电源噪声影响,可在MAX6675的电源引脚附近接入1只0.1μF陶瓷旁路电容。

2.5 测量精度的提高

热电偶系统的测量精度可通过以下预防措施来提高:①尽量采用不能从测量区域散热的大截面导线;②如必须用小截面导线,则只能应用在测量区域,并且在无温度变化率区域用扩展导线;③避免受能拉紧导线的机械挤压和振动;④当热电偶距离较远时,应采用双绞线作热电偶连线;⑤在温度额定值范围内使用热电偶导线;⑥避免急剧温度变化;⑦在严劣环境中,使用合适的保护套以保证热电偶导线;⑧仅在低温和小变化率区域使用扩展导线;⑨保持热电偶电阻的事件记录和连续记录。

2.6 SPI串行接口

MAX6675采用标准的SPI串行外设总线与MCU接口,且MAX6675只能作为从设备。MAX6675 SO端输出温度数据的格式如图3所示,MAX6675 SPI接口时序如图4所示。MAX6675从SPI串行接口输出数据的过程如下:MCU使CS变低并提供时钟信号给SCK,由SO读取测量结果。CS变低将停止任何转换过程;CS变高将启动一个新的转换过程。一个完整串行接口读操作需16个时钟周期,在时钟的下降沿读16个输出位,第1位和第15位是一伪标志位,并总为0;第14位到第3位为以MSB到LSB顺序排列的转换温度值;第2位平时为低,当热电偶输入开放时为高,开放热电偶检测电路完全由MAX6675实现,为开放热电偶检测器操作,T-必须接地,并使能地点尽可能接近GND脚;第1位为低以提供MAX6675器件身份码,第0位为三态。

3 测温应用

下面给出MAX6675应用于嵌入式系统的.具体方法。这里以AT89C2051单片机为例,给出MAX6675与单片机接口构成的测温电路及相应的温度值读取、转换程序。

MAX6675为单片数字式热电偶放大器,其工作时无需外接任何的外围元件,这里为降低电源耦合噪声,在其电源引脚和接地端之前接入了1只容量为0.1μF的电容。

MAX6675与AT89C2051单片机的接口电路如图5所示。

由于AT89C2051不具备SPI总线接口,故这里采用模拟SPI总线的方法来实现与MAX6675的接口。其中P1.0模拟SPI的数据输入端(MISO),P1.1模拟SPI的串行时钟输出端SCK,P1.2模拟SPI的从机选择端SSB。下面给出相应的温度值读取程序及数据转换程序。

;温度值读取程序

;位定义

SO BIT T1.0 ;数据输入

CS BIT P1.1 ;从机选择

SCK BIT P1.2 ;时钟

;数据字节定义

DATAH DATA 30H ;读取数据高位

DATAL DATA 31H ;读取数据低位

TDATAH DATA 32H ;温度高位

TDATAL DATA 33H ;温度低位

;读温度值子程序

READY:CLR CS ;停止转换并输出数据

CLR CLK ;时钟变低

MOV R2,#08H

READH:MOV C,SO

RLC A ;读D15~D8高8位数据

SETB CLK

NOP

CLR CLK

DJNZ R2,READH

MOV DATAH,A;将读取的高8位数据保存

MOV R2,#08H

READL:MOV C,SO ;读D7~D0低8位数据

RLC A

SETB CLK

NOP

CLR CLK

DJNZ R2,READL

MOV DATAL,A;将读取的低8位数据保存

SETB CS

;启动另一次转换过程

RET

;数据转换子程序,将读得的16位数据转换为12位温度值,去掉无用的位。

D16T12:MOV A,DATAL

CLR C

RLC A

MOV DATAL,A

;数据整体右移1位,

MOV A,DATAH;以去掉D15伪志位

RLC A

SWAP A ;将DATAH中的数据高低4位互换

MOV B,A ;数据暂存于B中

MOV A,#0FH ;得到温度值的D11~D8位,并将D15~D12位置0

MOV TDATAH,A;转换后的数据送温度高位

MOV A,B;取出温度值的D7~D4位

ANL A,#0F0H

MOV B,A;暂存B中

MOV A,DATAL

ANL A,#0F0H ;取出温度值的D3~D0

SWAP,A

ORL A,B ;合并成低位字节

MOV TDATAL,A ;转换后的数据送温度高位

RET

结语

MAX6675将热电偶测温应用时复杂的线性化、冷端补偿及数字化输出等问题集中在一个芯片上解决,简化了将热电偶测温方案应用于嵌入式系统领域时复杂的软硬件设计,因而该器件是将热电偶测温方案应用于嵌入式系统领域的理想选择。

篇5:时间-数字转换器测量结果的软件修正及其应用

时间-数字转换器测量结果的软件修正及其应用

摘要: 时间-数字转换器(TDC)测量中存在“多个离子同时到达”和“死时间”效应。在飞行时间质谱计(TOFMS)的应用中造成谱图变形,给成分分析带来很大不便,还大大降低了系统线性范围的上限。本文讨论了这两种效应的起因和危害,并提出了有效的修正方法。通过修正,在一定范围内消除了上述两种效应给TOFMS带来的负面影响。它不仅使测量的准确度大大提高,还有效的扩大了线性范围,结果令人满意。

关键词:时间-数字转换器,死时间效应,飞行时间质谱计

SOFTWARE CORRECTION OF THE MEASUREMENT RESULT OF TIME-TO-DIGITAL CONVERTER AND ITS APPLICATION

Li Ning Jin Qiji

Department of Electronics Engineering, Tsinghua University

Abstract: There exist simultaneous ion arrivals and dead time effects in time-to-digital converter. They cause data loss and spectrum distortion, and greatly limit the linear range of time of flight mass spectrometer. This paper discussed these two effects in details, and gave an effective correction method to eliminate the bad influence caused by the two effects. After the correction, both the precision and the linear range of the spectrometer were largely improved. The result is satisfactory.

Key words: time to digital converter,dead time effects,time of flight mass spectrometer

简介

当需要用系统对初始激励的响应时间来确定系统或样品的性质时,如果信号很弱并且是由小数量的电子、离子、光子等粒子构成,则将它们作为脉冲检测并引入单粒子计数方法是很方便且有益的。得到一个谱的时间称为一个测量周期。一次测量周期由大量相同的扫描周期组成,每个扫描周期被分为若干时间通道。若检测到某通道有一个以上脉冲到达则将此通道记数值加1.多次重复扫描周期后,所得响应可以反映由施加激励到待测离子被测到之间的时间间隔的分布情况。飞行时间质谱计(Time of Flight Mass Spectrometer, TOFMS)就是应用这种技术得到谱图的。

飞行时间质谱计利用确定能量的脉冲引出样品的离子束,由于具有相同能量不同质荷比的离子具有不同的速度,在确定距离的无场空间中,其飞行时间与质荷比的平方根成正比,用粒子计数方法记录不同时间到达检测器的离子就可以实现质谱。飞行时间。应用这种技术时不可避免的会有死时间和多个粒子同时到达现象的存在。飞行时间质谱计的检测系统由电子收集极、电子倍增器、甄别放大电路、时间-数字转换器和计算机组成。如图1所示。时间-数字转换器(time-to-digital converter,简称TDC )在检测系统中的作用是记录信号的到达时刻和数量。此外它还有发出电子引出脉冲和离子引出脉冲的作用,它和计算机一起对整个质谱计进行控制。TDC是检测系统中的重要部分,也是整个飞行时间质谱计的关键部件之一。它的性能对质谱计的灵敏度、动态范围、分辨率、质量范围等指标都有重要影响。

TOFMS系统中,某时刻到达离子数N与到达时间t的关系反映在TDC的存储器RAM中。 TDC完成一次测量后,RAM单元地址的大小与离子的飞行时间成线性关系(不一定成正比),而某一单元中所存储的数据与具有这一单元所对应的飞行时间的离子的数目成正比。

图1飞行时间质谱计检测系统

TDC中有一高速计数器循环计数(地址计数器),其输出作为RAM的地址,每一RAM单元就是TDC的一通道。控制记数周期与扫描周期同步,RAM地址就与离子的飞行时间成线性关系。在每一次计数过程中,当飞行管的离子探测器探测到一个离子时,便产生一个脉冲。TDC检测到此脉冲,启动相应的控制逻辑电路,锁存此时的地址计数器的输出,取出相应的RAM单元中的数据,加1后再存回RAM中。

死时间效应是指:在运行过程中检测系统接收到一个离子后,要对接收到的信号进行处理,使得在一段时间内不能接受新的信号。这段时间称为“死时间”.死时间内到达的离子检测不到,这导致观察到的谱图变形。 现在使用的TDC(时间-数字转换器)的时间通道宽10ns,死时间150ns.通道数8192.一个扫描周期长度为10ns*8192=0.082ms.一个测量周期长度为1秒,由12288个扫描周期组成。探测器部分(电子倍增器和甄别放大电路等)的死时间与TDC的150ns相比,可忽略。每个通道都有脉冲到达时的谱图如图2,可以清楚的看出死时间长度为15个通道的时间

多个离子同时到达是指:单离子计数的一个扫描周期中,一个通道最多只能记录一个离子到达的信号。当某一通道在某次扫描中出现多个离子到达的情况时,TDC也只能在此通道加一个计数。这样,在测得的数据中,此通道的记录数比实际到达的离子数少,谱图发生变形。

以上两种效应的存在使得TOFMS在大检测率下,谱图严重失真,峰高、峰面积、峰位置都不同程度的偏离真实情况,灵敏度下降,严重的限制了TOFMS的动态范围。即使在中等检测率的情况下,进行定量测量也会因此产生较大的误差。所以,要扩大动态范围、提高高计数率下灵敏度、进行定量测量、定性分析都必须对以上两种效应作出正确的修正。

图3 I“无延伸”系统死时间

II“延伸”系统死时间

二、修正方法

修正过程的目的是从一个测量周期中每个通道记录数Ni计算实际到达的离子数Ni‘。某一扫描周期产生的离子在第i个通道内到达的几率用Pi表示。设死时间长度等于一个通道宽度的D倍。如图3所示,k通道记录了一个脉冲。另一个脉冲到达于后面的一个通道j.满足关系k

修正的精确形式与源发射几率函数S(n)有关。S(n)是某次扫描可检测的从源发射出的离子总数为n的概率,n中包括由于同时达到和死时间效应丢失的离子。在绝大多数情况下S(n)可由泊松分布给出,此时修正公式简单。S(n)任意时,同样可得出修正。每周期内到达脉冲的平均数由下式给出。

设第i通道中“至少有一个离子到达”的几率为pi,而一个离子在此通道内到达的期望几率为Pi.注意到i通道离子到达的平均数为, pi 与Pi的关系可用泊松分布给出

或  (1)

延伸系统中,i-D+1到i-1通道中有脉冲到达是i通道被封锁的充要条件。我们可以直接将通道i内的记录数Ni与总测量周期数N的比值写作如下形式

或  (2)

对每一个i,公式(2)的右面只包含已计算出的pj的值。

无延伸系统中,i通道被封锁的充要条件是i-D+1到i-1通道中有脉冲被记录。比例Ni /N表示有记录的几率,所以有

或  (3)

在此情况下,公式右侧只包含直接测出的通道记录值。并且,修正可以通过任意的顺序进行,也可以对某一部分数据进行。

修正的过程包括:用(2)或(3)式由Ni求出pi ,再用(1)式求出,N即为对Ni的修正。此修正方法是解析的,不需要高速的硬件,也不一定要实时进行,可以对任一已测得的谱进行修正。

Ni'= N (4)

当S(n)不为泊松分布时,上面给出的简单公式不再适用。定义P(i,n)为在一个有n个脉冲发生的.周期中通道i中有记录的几率。观测到的记录数Ni可表示为加权求和。

(5)

对于延伸系统,P(i,n)表示的是通道i中至少有一个脉冲到达且被记录的几率。即,在产生的n个脉冲中有r个在i通道中到达而其余(n-r)个不在此通道也不在第i-D+1到i-1个通道中到达。

其中表示n个中取r个的取法数。通道记录数Ni可表示成

(6)

第二个求和号的内容是一个没有零次项二项展开。因此,可简化为

当Pi很小时,一般只需计算序列的前两项。即只考虑两个脉冲的同时到达现象。在每一步,将通道记录数Ni和已算出的前面通道的几率代入式(6)都可直接解出Pi.顺便指出,当S(n)为泊松分布时式(6)简化为随机情况下的式(2)的简单形式。

对于无延伸的情况,我们仍考虑r个脉冲在通道i内到达的情况。还要求其余n-r个不在此通道内到达也不在第i-D+1到i-1个通道内产生记录。由此我们可以写出

(7)

将此式与(5)式联立可以从当前通道的记录数Ni推算出Pi.这要求将前面通道计算出的P(i,n)序列存储下来。上面的公式是写成通用形式的,一般计算Pi只用前两项(r=1,2)就可以了。每一步计算结束,P(i,n)值也随之计算出来并存储下来以备后面计算时用。

三、修正结果

1.结果的正确性分析

图4是一个典型的被修正的谱图。可以看出除了较高的N2峰外,别的峰几乎没有什么变化。这种情况带有普遍性。对于本系统,当峰高小于700cps时,修正结果与直接测量所得数据差异很小。当峰高小于1000cps时,修正结果与测量所得相差不多(一般不到10%)。随着峰高变高,修正结果与直接测量所得数据差距越来越大。可以看出在大信号情况下,由于N2峰相对于其它的峰较高,修正前峰高达到3000cps以上且有一定的宽度,死时间效应和多个离子同时到达效应很显著,数据丢失较为严重。修正后,它的高度,面积和中心位置都有不同程度的变化,峰高提高了约40%,面积提高了约一倍。其它的峰高都较小,死时间效应与多个离子同时到达效应不明显。

下面分析一下这个修正谱图的正确性。在图5是同时测量的一个峰高较小的谱图。对直接测量得出的谱来说,小信号(峰高小于700cps,多个离子同时到达与死时间效应很小)时的氧、氮比例较真实的反映了真空室中的气体成分,应作为衡量标准。而高检测率时直接测得的氧、氮比例将比实际的要大。修正应改善这一比例,接近真实情况,即低检测率时的情况。现将这三个谱图的数据列举在下表中,并研究峰的相对比例。由表1可以看出,修正后数据的氧、氮比例很接近小信号情况。特别是峰面积的比例吻合的很好。对这些数据的分析可以一定程度上说明修正方法的适用性和正确性。

图4修正前与修正后谱图的对比

图5小信号谱图

这些谱图和数据说明修正对数据的准确度有很大的提高,还可以提高TDC的动态范围。峰高约1000cps的氧峰是处于动态范围以内的。高度约7000cps的氮峰与它的比例被验证为合理,所以修正后的氮峰也处于动态范围之内。原来测出的动态范围上限不到1000cps,现在动态范围大于7000cps.

表1

小信号

大信号

修正前

修正后

峰高

面积

峰高

面积

峰高

面积

O2

105

335

1042

4053

1154

4738

N2

619

2086

3725

10686

7119

28955

比例

17.0%

16.1%

28.0%

37.9%

16.2%

16.4%

其中峰高与峰面积的单位为“每秒计数值”(counts/second)。

再来看一个同位素峰的结果。对于同位素峰有标准的丰度比作为判断依据。这是一个四氯化炭(CCL4)在Mini-TOFMS上的测量结果,修正前与修正后的谱图都在图6中给出。理论数据给出它的三个最高峰在117、119和121amu处。其比例为1∶0.974∶0.317.现将实测和修正的数据列于表2.由图6可以看出修正后质量数为117和119的两个峰变化较大,它们与质量数为121的峰的比例在修正前后必有较大差距。将这个比例与标准谱丰度比进行比较可以判断修正的适用性。用峰面积来度量,由表2的结果可以看出修正后的数据与理论丰度比吻合的较好。

图6 CCL4在Mini-TOFMS上的测量结果及修正

表2

质量数

117amu

119amu

121amu

比例

修正前

峰高

1405

1230

542

1∶0.88∶0.39

峰面积

9434

8878

4970

1∶0.94∶0.53

修正后

峰高

2388

2150

734

1∶0.90∶0.31

峰面积

19956

19434

6294

1∶0.97∶0.32

丰度比理论值

1∶0.974∶0.317

其中峰高与峰面积的单位为“每秒计数值”(cunts/second)。

这里的修正方法中默认S(n)为泊松分布。为了验证这一点,我们做了一个高速计数器对每个扫描周期到达的粒子进行记数,结果与泊松分布吻合。

结论

时间-数字转换器的死时间效应和多个离子到达效应可以用软件方法修正。

修正方法适用于TOFMS系统,实测数据的分析证明了方法的正确性。

修正极大的提高了数据的准确度,为定量测量和谱图分析带来方便。对于本文所述TOFMS系统,修正后的计数率达到7000――8000cps时仍能够通过修正得到准确的结果。在此范围内,修正可以很有效的消除本系统中死时间和多个离子同时到达效应带来的数据丢失。

提高了系统中由检测系统限制的动态范围。由于存在多个离子同时到达的情况和死时间效应,原检测系统限制的动态范围的上限为1000cps,修正后预计可达10000cps.

参考文献:

P.B.Coates, Analytical corrections for dead time effects in the measurement of time-interval distributions, Rev.Sci.Instrum. 63 (3), March,1992:2084-2088

张旭东等,《IBM微型机实用接口技术》

查良镇,《质谱学导论》

D.C.Muddiman,A.J.Nicola,A.Proctor,and .M.Hercules,Important

Aspects concerning the Quantification of Biomolecules by Time-of-Flight Secondary-Ion Mass Spectrometry,Appl.Spec.,v50, n2,161-166

F.Esposito, N.Spinelli, and R.Velotta, Dead time correction of time distribution measurements, Rev.Sci.Instrum.62(11), November,1991,2822-2827

刘宇清,俞学东,陆家和等,新型小飞行时间质谱计的研究

篇6:单片K型热电偶放大与数字转换器MAX6675

单片K型热电偶放大与数字转换器MAX6675

摘要:MAX6675是Maxim公司推出的具有冷端补偿的单片K型热电偶放大器与数字转换器。文中介绍器件的特点、工作原理及接口时序,并给出与单片机的接口电路及温度读取、转换程序。

关键词:热电偶放大器 冷端补偿 数字输出

热电偶作为一种主要的测温元件,具有结构简单、制造容易、使用方便、测温范围宽、测温精度高等特点。但是将热电偶应用在基于单片机的嵌入式系统领域时,却存在着以下几方面的问题。①非线性:热电偶输出热电势与温度之间的关系为非线性关系,因此在应用时必须进行线性化处理。②冷补偿:热电偶输出的热电势为冷端保持为0℃时与测量端的电势差值,而在实际应用中冷端的温度是随着环境温度而变化的,故需进行冷端补偿。③数字化输出:与嵌入式系统接口必然要采用数字化输出及数字化接口,而作为模拟小信号测温元件的热电偶显然法直接满足这个要求。因此,若将热电偶应用于嵌入式系统时,须进行复杂的信号放大、A/D转换、查表线性线、温度补偿及数字化输出接口等软硬件设计。如果能将上述的功能集成到一个集成电路芯片中,即采用单芯片来完成信号放大、冷端补偿、线性化及数字化输出功能,则将大大简化热电偶在嵌入式领域的`应用设计。

Maxim公司新近推出的MAX6675即是一个集成了热电偶放大器、冷端补偿、A/D转换器及SPI串口的热电偶放大器与数字转换器。

1 性能特点

MAX6675的主要特性如下:

①简单的SPI串行口温度值输出;

②0℃~+1024℃的测温范围;

③12位0.25℃的分辨率;

④片内冷端补偿;

⑤高阻抗差动输入;

⑥热电偶断线检测;

⑦单一+5V的电源电压;

⑧低功耗特性;

⑨工作温度范围-20℃~+85℃;

⑩2000V的ESD信号。

该器件采用8引脚SO帖片封装。引脚排列如图1所示,引脚功能如表1所列。

表1 MAX6675引脚功能

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随机存取内存数字~模拟转换器(精选6篇)

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