测控电路第.二章信号放大电路.ppt

Contents 2.1 运算放大器的误差及其补偿 一、实际运算放大器及其特性 二、失调及其补偿 输入失调电压：集成运算放大器输出直流电压为零时，所加的补偿电压。 常用代号Uos (mV数量级） 输出失调电压： Ui=0，输出不为0时输出端的电压 Op07集成运算放大器 输入失调电流：在标称电源及其室温下，当集成运放的输出电压为0时，流入放大器两输入端的静态基极电流之差。 三、运放的振荡与相位补偿 2.2 典型测量放大电路 测量放大电路的结构形式是由传感器的类型决定的。 二、反相放大电路 三、同相放大电路 四、差动放大电路 五、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的场合，例如人体心电测量。一般的运放共模抑制比80db左右 2.同相串联结构型 (二）三运放高共模抑制比电路 六、电桥放大电路（=传感器电桥+运放） 2、线性电桥放大电路 七、低漂移放大电路（稳零放大电路） （二）自动调零放大电路 （三）低漂移集成运算放大器 1.轮换自动校零集成运算放大器CAZ运算放大器 2.斩波稳零集成运算放大器 ICL7650 高增益、失调电压影响小，高共模抑制比和高输入电阻（1011Ω），输入失调电压±(1～5）uV，普通运放±(2～6）mV。 八、高输入阻抗放大电路 （二）自举式高输入阻抗放大电路 九、电荷放大电路 十、增益调整放大电路 （二）自动增益调整电路 1.通用运放可编程增益放大电路 多路模拟开关+通用运放 2.数字式可编程增益放大电路 第2.3节 隔离放大电路 什么是隔离放大电路？ 隔离放大电路的输入、输出和电源电路之间没有直接的电路耦合，即信号在传输过程中没有公共的接地端。 原理框图 （二）通用隔离放大器 2.光电耦合 常见的光电耦合器的内部电路 电容式、压电式传感器的输出阻抗很高。 108Ω以上 虽然开环运放具备高阻抗，但是闭环以后，例如反相放大器的输入阻抗同相放大器。 可在输入端加电压跟随器，但引入了跟随器的共模误差。 解决方法 高输入阻抗集成运放 通用运放组成的自举电路 （一）高输入阻抗集成运算放大器 输入级 MOS—FET 1.5×106MΩ CA3140、CA3260 输入级 FET 106MΩ LF356/A、LF412、LM310、LF444 输入级 CMOS—FET 106MΩ ICL7613、ICL7641B/C uo ui i1 i2 R1 i uo2 2R1 R3 R2 ∞ - + + N1 ∞ - + + R3 N2 自举组合电路 自举电路：是利用反馈使输入电阻的两端近似为等电位，减少向输入回路索取电流，从而提高输入阻抗的电路。 压电式传感器 电容式传感器 将压力、位移等 电荷信号 电荷放大电路 基本原理： uo C Q 运算放大器N的反相端与传感器相连，N的输出经电容C反馈致其输入端。若N为理想工作状态，则反相输入端为虚“地”，直流输入阻抗很高，传感器的输出电荷只对反馈电容C充电，电容C两端的电压为Q/C，则电荷放大电路的输出是： 所以，电荷放大电路的输出电压与输入电荷量成正比，与反馈电容成反比，而与电路其他参数无关 整调放大倍数 手动 自动 程控 （一）手动增益调整电路 － + ui1 ui2 u1 u2 uo 左图为匹配电阻构成的差动放大电路，RP用来调节增益 可见，只要改变RP可改变放大倍数，但RP与增益之间是非线性的，因此调整范围小于10%，所以也叫小范围增益调整电路。 大范围增益调整电路，在三运放电路中已经介绍过。 注意这里是手动调节RP的值，不是自动的。 电路增益自动在最大、最小之间变换。 改变反馈电阻 改变输入回路衰减电阻 + ui R3 控制信号 a）改变反馈电阻 当ui很小时，控制信号为零电平，V饱和导通，电路增益最大。 当ui很大时，控制信号为负电平，V截止，电路增益最小。 uo Rx ui R1 R2 ∞ - + + N R4 U2 ui uo N + V1 V2 6V R3 R2 R1 控制信号 同理，R1和结构场效应管并联，我们把场效应管看成一个电阻Rx。导通时，Rx=0；截止时，Rx=∞。 当ui很小时，控制信号为低电平，V1、V2导通，电路增益最大。 当ui很大时，控制信号为高电平， V1、V2截止，电路增益最小。 （三）可编程增益放大电路 程控增益放大电路