测控电路第4版张国雄第2章节信号放大电路.ppt

2. 信号放大电路 2.3 低漂移放大电路 Uo ∞ - + + N3 K1 C1 Sa2 R2 Sb2 Sa1 - + + N1 K2 - + + N2 Ui Sb1 R1 ∞ - + + N4 时钟 高 低 2. 信号放大电路 2.3 低漂移放大电路 c) 调零放大输出 Uo C1 Ui R1 R2 K1 - + + N1 U0s1 2. 信号放大电路 2.4 高输入阻抗放大电路 问题提出：电路的接入不应该影响原系统工作状态 有些传感器（如电容式、压电式）的输出阻抗很高，可达108Ω以上，这就要求其测量放大电路具有很高的输入阻抗，不至于因为放大电路的接入使传感器输出信号大幅度下降。开环集成运算放大器的输入阻抗通常都很高，但反相运算放大电路等，其输入阻抗远低于同相运算放大电路。 R2 ui + ∞ - + N R1 R3 精 2. 信号放大电路 2.4 高输入阻抗放大电路 uo ui + ∞ + - N R1 R2 R3 + ∞ + - N ui uo R1 R2 b) 跟随电路 a) 同相放大电路 采用同相输入具有很高输入阻抗 * 2. 信号放大电路 uo + ∞ + - N ui R1 R2 R3 R4 C1 2.4 高输入阻抗放大电路 对于交流放大器需要为电容提供放电通道，它使输入阻抗大幅度下降 交流放大电路 * c)自举式高输入阻抗放大电路 uo R1 R2 C2 C1 R3 ∞ - + + ui 自举电路是利用反馈使输入电阻的两端近似为等电位，减小向输入回路索取电流，从而提高输入阻抗的电路。 2. 信号放大电路 2.4 高输入阻抗放大电路 * d)交流电压跟随电路 uo ui R1 R2 C2 C1 R3 ∞ - + + 2. 信号放大电路 2.4 高输入阻抗放大电路 * e)电流补偿型电路 输入电阻为 Ri=(R1R2)/(R2-R1) 当R2=R1时，Ri→∞， i2 = i1 uo1 ui i1 i2 R1 i uo2 2R1 R3 R2 ∞ - + + N1 ∞ - + + R3 N2 2. 信号放大电路 2.4 高输入阻抗放大电路 2. 信号放大电路 2.5 电桥放大电路 P 应变片测量力 u uo 灵 2. 信号放大电路 2.5 电桥放大电路 u uo us uc x 线圈 测杆 工件 衔铁 * 何谓电桥放大电路？ 由传感器电桥和运算放大器组成的放大电路，或由传感器和运算放大器构成的电桥都称为电桥放大电路。 应用于何种场合？ 应用于电参量式传感器，如电感式、电阻应变式、电容式传感器等，经常通过电桥转换电路输出电压或电流信号，并用运算放大器作进一步放大，或由传感器和运算放大器直接构成电桥放大电路，输出放大了的电压信号。 2.5 电桥放大电路 2. 信号放大电路 * （一）反相输入电桥放大电路 Z1 Z2 Z4 Z3 R2 R1 b a uo u ∞ - + + N a点为虚地，故uo反馈到R1两端的电压定是-uab 2.5 电桥放大电路 2. 信号放大电路 Z1=Z2=Z4=R, Z3=R(1+δ),δ =ΔR/R 2. 信号放大电路 R+ΔR R2 R1 uo ∞ - + + N R R R u 2.5 电桥放大电路 （二）同相输入电桥放大电路 * （三）差动输入电桥放大电路 2.5 电桥放大电路 R1=R2 R ua=ub 2. 信号放大电路 ∞ - + + N R2=R1 uo R1 u R (1+δ) ua ub R R R * （四）线性电桥放大电路 2.5 电桥放大电路 2. 信号放大电路 uo R3 R2 =R(1+δ) R1 u ua R1 ub ∞ - + + N ua = ub 当R3 =R时 量程较大，但灵敏度较低 电荷放大电路是一种输出电压与输入电荷成比例关系的测量放大电路。例如，压电式传感器或电容式传感器可将某些被测量（如力、压力等）转换成电荷信号输出，再通过电荷放大电路输出放大了的电压信号。因此，电荷放大电路亦称为电荷-电压变换电路。 2. 信号放大电路 2.6 电荷放大电路 灵 2. 信号放大电路 2.6 电荷放大电路 Q C R Ri Ci Cc Rs Cs ∞ - + + N uo b) 实际等效电路图 Q C uo ∞ - + + N a) 基本原理图 Cs—传感器等效电容， Rs—传感器泄漏电阻，Cc —电缆电容， Ri —运算放大器的输入电阻，Ci —运算放大器的输入电容。 R —电荷泄放电阻。 2. 信号放大电路 2.6 电荷放大电路 把C、R等效到N的输入端时，等效电阻R/(1+K)，等效电容C′= C(1+K)， K足够大 2. 信