信号放大电路PPT精品文档.ppt
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1、.,1,第二章 信号放大电路,一、何谓测量放大电路?对其基本要求是什么? 1、在测量控制系统中,用来放大传感器输出的微弱电压、电流或电荷信号的放大电路称为测量放大电路,亦称仪用放大电路。 2、对其基本要求: 输入阻抗应与传感器输出阻抗相匹配; 一定的放大倍数和稳定的增益; 低噪声;,.,2,第二章 信号放大电路,低的输入失调电压和输入失调电流以及低的漂移; 足够的带宽和转换速率; 高共模输入范围和高共模抑制比; 可调的闭环增益; 线性好、精度高; 成本低。 3、测量放大电路的类型,.,3,第二章 信号放大电路,4、几个重要术语 开环增益K 闭环增益Kf 差模增益Kd 共模增益Kc 输入失调电压
2、u0s 输入失调电流I0s 零点漂移 共模抑制比CMRR=差模增益Kd/共模增益Kc,.,4,输入失调电压和输入失调电流实测,输入失调电压(S闭合) 输入失调电流(S打开),.,5,第二章 信号放大电路,二、典型放大器的设计 (一)反相放大器 Kf= uo / ui = R2 / R1 R3= R1 / R2,.,6,第二章 信号放大电路,(二)同相放大器 Kf= uo / ui = 1+R2 / R1 R3= R1 / R2 Zi = K zin/(1+ R2 / R1)+R3,.,7,第二章 信号放大电路,(三)交流放大器 1、交流反相放大电路 Kf= R2 / R1 R3= R2 C1:
3、隔直电容 C3:旁路电容,防止振荡 C3R3C1R1,.,8,交流放大器,2、同相交流放大电路 C1:隔直电容 R3:C1的放电回路 R3 必须有 zi =R3 使同相放大器失去高输入阻抗的特点,.,9,交流放大器,3、交流电压跟随电路 同相放大电路的特例 为减小失调电流,R3= R2,.,10,第二章 信号放大电路,(四)差动放大器 什么是差动放大器? 差动放大器是把二个输入信号分别输入到运算放大器的同相和反相二个输入端,然后在输出端取出二个信号的差模成分,而尽量抑制二个信号的共模成分。,.,11,差动放大器,基本电路 共模与差模输入,.,12,差动放大器,等效电路,ud= ui1ui2 ,
4、 uic=(ui1+ ui2)/2 由等效电路可得 uo=R4(1+R3/R1)/(R4+R2)ui2(R3/R1)ui1 若R1=R2,R3=R4,则uo=(R3/R1) ud 即只对差模信号进行放大 假设放大器只有共模信号作用时 uoc=R4(1+R3/R1)/(R4+R2)uic(R3/R1)uic 当R1=R2,R3+R4时,uoc=0 即输出信号中无共模信号成分,.,13,第二章 信号放大电路,四、高共模抑制比放大电路 什么是高共模抑制比放大电路? 用来抑制传感器输出共模电压(包括干扰电压)的放大电路称为高共模抑制比放大电路。 应用于何种场合? 应用于要求共模抑制比大于100dB的场
5、合,例如人体心电测量。,分贝是两个物理量之间的比较值,是两个量之间指数级别的比较。 20(dB)=10*lg(100mw/1mw),它的上级单位叫贝尔,贝尔是两个值之间的(以10为底数)对数差。如果用贝尔表示则是 2B=lg(100mw/1mw),.,14,高共模抑制比放大电路,(一)双运放高共模抑制比放大电路 1、反相串联结构型 uo=(R2/R1)(R6/R4)ui1-(R6/R5)ui2 当R2/R1=R4/R5,ui1=ui2时, uo=0 通常取R1=R5,R2=R4,.,15,高共模抑制比放大电路,2、同相串联结构型 uo1=(1+R2/R1) ui1 (uo1ui2)/R3= (
6、ui2uo)/R4 uo=(1+R4/R3) ui2 -(1+R2/R1)(R4/R3)ui1 为了获得零共模增益,可取 R1/R2=R4/R3,.,16,高共模抑制比放大电路,(二)三运放高共模抑制比放大电路Instrumentation Amplifier IR=(uo2ui2)/R2=(ui1uo1)/R1=(ui2ui1)/Rp uo1=ui1(1+R1/Rp)ui2R1/Rp ,uo2=ui2(1+R2/Rp)ui1R2/Rp uo =(uo2uo1)R5 /R3,.,17,高共模抑制比放大电路,(三)有源屏蔽驱动电路,.,18,高共模抑制比放大电路,什么是有源屏蔽驱动电路? 将差动
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