2.数据放大器1-3.ppt

2. 数据放大器 2.1 集成运算放大器概论 2.2 运算放大器的应用原理 2.3 基本放大电路 2.4 测量放大器 2.5 双通道稳零放大器 2.6 动态自动校零运放 2.8 隔离放大器 2.9 电荷放大器 2.1 集成运算放大器概论 2.1.1分类与封装 四代产品:1.差动运放 2.有源负载 3.超?晶体管 4.斩波器稳零 理想运放: Vo=Ao(Vp-Vn) 加上不同外接反馈电路 能实现多种功能:加,减,积分,微分 滤波对数放大,检波,波形发生器 稳压源,稳流源等 3.输入偏置电流Iib 定义: Vi=0, Iib=(Ip+In)/2 4.静态功耗Pco 定义:在无外接负载的情况下,对于额定的电源电压,运放本身所消耗的正负电源总功率:PCO=VCCICC+VEEIEE 5.开环电压增益Ao 定义:运放放大器在开环时输出电压增量与差模电压增量之比 测试电路见P12, 注意被测运放AUT的输出为Vi。 6.共模抑制比CMRR CMRR=ADEF/ACOM 7.最大输出幅度(峰峰值)VOMVC-VE 8.开环带宽fBW 定义:当开环增益下降到直流增益的0.717(-3db)时的信号频率叫开环带宽 9.单位增益带宽 10.电源电压抑制比SVR 定义:单位电压变化引起输入失调变化 11.Ri Ri=52mV/Iib 12.Ro 13.转换速率Sr 输出电压随时间最大最大变化率 14.建立时间Ts A=1：1 15.最大输入共模电压Vicom 定义：放大器正常工作状态能承受最大共模电压P16 2.2运算放大器的应用原理 2.2.1理想运算放大器 AVO=∞, Ri=∞, Ro=0, Vos=0, CMRR=∞ BW=∞, 无温漂， 1.虚短Vp-Vn=0 2.虚断：不取用电流 2.2.2理想放大器的闭环特性 接入负反馈称为闭环 一.反相输入 Zin=Vi/Ri=Rr, Af=-Rf/Rr, Zo=0 二.同相输入 Zin=∞, Af=1+Rf/Rr, Zo=0 2.2.3 实际放大器的误差分析 分析由非理想参数造成的运算误差 1.开环电压增益的影响 A.反相输入 2.输入失调电压的影响 由Vos和Ios引起失调：[2-45]+[2-40] **4.由共模抑制比引起的误差 Vc=1/2(Vp+Vn); Vd=Vp-Vn Vo=AdefVd+AcomVc [ 2-52] * 5.频率的影响 6.输入阻抗的影响(见教材) 7.输出阻抗的影响(见教材) 2.2.4 自激与补偿 1.产生自激的条件 2.3常见的基本放大电路 2.3.1反相比例放大器 2.设计方法 P32 由Af-Ri-Ro-Rf-Rr-Rp-f,?Vi 阅读教材P33,图2-47(对数坐标) 3.实例 4.调整方法注意事项 *由2-83,(失调电压)注意Af不要太高!100 *由2-83,(失调电流)Rr不宜太大 计算举例: *信号源内阻要小(分析对Af的影响) *补偿 2.3.2改进型反相比例放大器 1.工作原理(解决Ri小的问题) 提高等效反馈电阻(注意自激) 2.3.3自举型高输入阻抗反向比例放大器 1.工作原理 通过辅助放大器提供补偿电流，减少信号源吸取电流提高等效输入阻抗 2.3.4同相比例放大器 1.工作原理 见教材P37(注意画法) 2.3.5差动比例放大器 1.工作原理 从大的共模信号中提取差模信号 Vid=Vi2-Vi1 Vic=(Vi2+Vi1)/2 令R1=R3=Rr,R2=R4=Rf (使共模放大倍数为0) Vo=Rf/Rr(Vi2-Vi1) Ric=1/2(Rr+Rf) 由电阻不匹配引起的误差:(分析共模电压的系数) 再考虑运放本身CMRR,计算差动放大器的CMRRF *选择运放和匹配电阻同等重要 *调整电阻的公差方向有利于提高CMRR 2.3.6高共模输入差动比例放大器 1.工作原理 要求VcVsource A1为反比放大器, A2为加法器 2.3.7加法放大器与加减法放大器 叠加法P43 2.3.8电桥放大器 敏感元件被接入电桥，以差动形式输入电路（检测微变量） P44图2-64 特点：信号 弱，差动输入含有较大共模分量 选用时考虑的因素：桥路电源接地、浮地 传感元件接地、浮地，输出的线性关系 1.半桥式 抗干扰能力差,Vr不受共模电压控制 要求Vr稳定,对称,纹波小 2.五极式 3.参考源浮地式 5.同相输入式 2.3.9光电转换放大器 输入阻抗高，共模电压范围大，要求参考电源浮地，稳定性好 Vo R1 Rf p VR R(1+?) 比较几种电桥放大器 * 通用型:I,II,III增益大小 特殊型:高精度,高阻抗,高速,高压,低功耗,功率型 金属圆壳封装,双列直插DIP(塑封,