1章 电子仪器设计方法.ppt

线性范围匹配 对于线性范围匹配问题，这涉及到前、 后级单元电路中信号的动态范围。显然，为 保证信号不失真地放大，则要求后一级单元 电路的动态范围大于前级。 负载能力匹配 负载能力匹配实际上是前一级单元电路能否正常驱动后一级的问 题，这在各级之间均有，但特别突出的是在最后一级单元电路 中，因为末级电路往往需要驱动执行机构。如果驱动能力不够， 则应增加一级功率驱动单元。在模拟电路里，如对驱动能力要求 不高，可采用由运放构成的电压跟随器，否则需采用功率集成电 路，或互补对称输出电路。在数字电路里，则采用达林顿驱动 器，单管射极跟随器或单管反向器。当然，并非一定要增加一级 驱动电路，在负载不是很大的场合，往往可改变一下电路参数， 就可满足要求。总之，应视负载大小而定。 * 2007.9.4 测控电路设计 主讲教师：郝晓剑（教授） 联系方式：0351－3925766（办） Haoxiaojian@nuc.edu.cn 信息与通信工程学院电子工程系 1．《电子仪器设计》课程的性质、任务及内容 2．学习《电子仪器设计》课程的意义 例：装一个10倍的同相放大器，误差不超过1%。 绪论 解Ⅰ：由G=1+Rf/R1=10 可得 Rf=9R1 R2=R1// Rf 一组 R1=2kΩ， Rf=18kΩ， R2=1.8 kΩ 二组 R1=2Ω， Rf=18Ω， R2=1.8Ω 三组 R1=3MΩ， Rf=27MΩ， R2=2.7MΩ 解Ⅱ：可用分立元件如三极管、场效应管构成的放大电路 第1章 电子仪器的设计方法 1.1 电子仪器的组成 1.2 电路设计及优化 1.3 部件之间的连接与匹配 1.1 电子仪器的组成 1.1.1 电子仪器的组成 1.1.2 对电子仪器设计的要求和设计程序 1.1.1 电子仪器的组成 信号调理电路的组成 1.1.2 对电子仪器设计的要求 和设计程序 1.设计要求 2.设计程序 1.设计要求 精度要求 检测效率要求 可靠性要求 经济性要求 使用条件要求 造型要求 2.设计程序 确定设计任务 设计任务分析，制定设计任务书 调查研究，详细占有资料 总体方案设计 技术设计 制造样机 产品鉴定和验收 设计定型后进行小批量生产 1.2 电路设计及优化 1.2.1 概述 1.2.2 电路系统的设计准则 1.2.3 电路设计及优化步骤 1.2.1 概述 1.仪器电路的功用 2.对仪器电路的主要要求 3.仪器电路的输入信号与输出信号 4.仪器电路的发展趋势 1.仪器电路的功用 精度高 使用方便 易于自动化 计算机的广泛应用 精度高 (1)易于实现高倍率的放大。通过多级放大电路级联，电路的放大倍数可以做到几万倍，几十万倍。而一般光学和机械放大倍数不易做得很大。从而提高了仪器的分辨率，减小了读数误差； (2)通过电路，易于实现量程切换，特别在数字式仪器中有效数字的位数可以很多，解决了量程与分辨率的矛盾，即在大量程下仍有较高的分辨率； (3)通过信号调制与解调电路、选频与滤波电路、共模抑制电路等等，可以比较方便地选取有用信号，抑制无用信号，提高信噪比； (4)利用电路可以对仪器误差进行自动修正，包括零点的自动校正、放大倍数的自动校正和非线性误差的修正等。负反馈电路在很多情况下也起到这类作用。近年来，还广泛应用计算机软件修正； (5)利用差动电路、补偿电路和平衡电路使很多干扰因素的影响互相抵消或显著减小。 使用方便 (1)通过电路可以方便地将信号传输到所需地点，使它便于读出，或实现控制、执行； (2)电路的响应速度高、信息传输快，利用信号锁存，便于实现动态采样； (3)通过电路可进行巡回采样，或同时读出多路信号； (4)通过信号分离电路，可以读出各种成分参数，例如读出各次谐波分量； (5)通过运算电路与逻辑电路便于实现信号的运算处理，直接读出所需的复杂参数值； (6)便于利用电路储存测量结果。 易于自动化 通过电路实现逻辑判断、处理，功率放大、反馈控制等。 计算机的广泛应用 (1)大量数据的动态和自动采样； (2)大量数据的存储；