磁针1507模电12INA滤波器0130报告.ppt

主讲教师：元增民 2015级注册电气工程师考培 电工与模数电技术 参考书目 [1] 张炳达，注册电气工程师执业资格考试公共/专业基础考试复习教程，天津大学出版社，2013年 [2] 元增民，模拟电子技术简明教程，清华大学出版社，2014年 [3] 元增民，电工技术，国防科大出版社，2011年 [4] 谢庆等，注册电气工程师(供配电)执业资格考试基础考试历年真题详解，人民交通出版社，2014年 本课件补充的知识点都来自于参考书[2]、[3]，特此一并注明。 本节要务 OPA应用及滤波器 1. 乘除法及乘方开方电路 2. 仪表放大器INA 3. 比较器 4. 滤波器 模拟电子技术第十二次课 8.2.2 模拟乘法器 1. 模拟乘法器 (a) 模拟乘法电路 (b) 乘法电路符号 图8.2.3 模拟乘法电路工作原理 省略rbb有 设β2=β1=β，则图8.2.3所示电路输出电压与输入电压关系 (8.2.3) 将对数、反对数及加减电路综合起来，也能实现乘除法。 2. 模拟除法器及开方器 图8.2.5 模拟开方器电路 图8.2.4 模拟除法器电路 1) 模拟除法器 从OPA同相比例电路看 2) 模拟开方器 令ui2=uo，式(8.2.4)变为 (8.2.4) (8.2.5) 从OPA乘法电路看 * 198页题2-22图 仿真题2-22 如题2-22图所示模拟乘法器和运放器都是理想的，已知ui10，电路输出电压与输入电压的关系应为 。 A. B. C. D. 解 uo1=ui2=kuoui1，从中求出 为除法运算器，选 D 图8.3.1 测量放大器原始电路 2. 信号处理特征：CMRR=1，一放对差模信号ud和共模信号 uc“一视同仁”地加以放大，貌似公允，实质上良莠不分，共模抑制任务完全交给二放。 8.3 集成运算放大器线性应用(3)----仪表放大器INA (8.3.1) 1. 电路结构特征： 两个同相比例电路加一个减法器 总电压放大倍数 (Instrument Amplifier) 图8.3.2 测放原始电路在差模输入电压下的表现——接地没用 图8.3.3 测放原始电路在共模输入电压下的表现——离不开接地 此接地对差模信号无用，但为共模放大提供方便——有害！ 图8.3.4 测量放大器工作原理 信号处理特征： 一放对差模信号ud加以放大，对共模信号uc，Rg相当断开，蜕化为电压跟随器，减轻了二放的共模抑制任务。 一放差模电压放大倍数 一放对共模信号相当电压跟随器，其共模电压放大倍数 一放共模抑制比 (8.3.2) 总电压放大倍数 图8.3.5 AD623型测量放大器电路基本工作原理 AD623电压放大倍数为 根据所需要的电压放大倍数A可计算需要接入的电阻 * 滤波器概念、种类和幅频特性 滤波器：一种根据频率选择信号的电路。 图9.1.1 五种滤波器的理想幅频特性曲线 低通滤波器(LPF)：0~fH的低频信号允许通过，ffH的高频信号被衰减。 高通滤波器(HPF)：fL~∞的高频信号允许通过，ffL的低频信号被衰减。 带通滤波器(BPF)：fL~fH的中频信号允许通过，ffL及ffH的信号被衰减。 带阻滤波器(BEF)：ffL和ffH的信号允许通过，fL~fH的中频信号被衰减。 全通滤波器(APF)：所有频率的信号都允许通过，指定频率的信号发生相移。 前四种滤波器，看重的是幅频特性，全通滤波器看重的则是相频特性。 滤波器分RC电路组成的无源滤波器和外加OPA的有源滤波器两种。 9.1 滤波器 9.1 无源滤波器 9.1.1 一阶RC低通滤波器及高通滤波器 1. 一阶RC低通滤波器 依RC串联分压，图9.1.2所示RC电路输出电压、幅频及相频特性 图9.1.2 一阶RC低通 滤波器(滞后移相器) (9.1.1) (9.1.1a) φ(ω)=-arctan(ωRC) (9.1.2) 频率越高，A(ω)越小，故为低通滤波。 通常幅频特性的低频段需要详细考究，高频段只要粗略观察。频率取对数，能使低频段展开、高频段压缩。放大器、滤波器的幅频特性一般是频率的幂函数ωm。频率取对数，则有x=lgω，幅频特性取对数，则有L=lg(ωm)=mlgω=mx，就把幂函数转换为线性函数，使幅频特性具有渐近线而显得舒展优美。频率取对数，还能使相频特性曲线具有点对称性。如此真是一箭三雕。 频率及幅频特性都取对数的幅频特性曲线叫做对数幅频特性曲线。频率横轴取对数，纵轴用角度的相频特性曲线叫做半对数相频特性曲线。对数幅频特性曲线与半对数相频特性曲线合称为波德图。 图9.1.2 一阶RC低通 滤波器(滞后移相器) (9.1.1a) φ