[教育]模拟电路设计与应用.ppt

一、模拟电路的分类 1、信号放大电路 2、信号产生电路（振荡电路） 3、波形变换电路 4、滤波电路 5、运算电路 6、调频、鉴频、调幅与检波等 二、放大电路 放大电路是电子系统中最常用的电路，放大电路种类繁多，特性各异，电路设计的侧重点有很大的不同。放大电路的设计一般是使用运算放大器作为基本放大器件。按用途分，运算放大器可以分为通用运算放大器，高频运算放大器，仪用运算放大器，特殊运算放大器（如对数放大器等），功率运算放大器等。 1．常用运算放大器的种类 （1）通用型运算放大器 双极型 μA741 LM324；OP07、OP27、OP37、（OPA27、OPA37）；JFET（CMOS）高输入阻抗运算放大器 TL081/082/084, CA3140 ；高频型运放 LM318，μA733，μA715；高精度型 μA725；暂波放大器ICL7650 等。 （2） 仪用型放大器 高精度型 AD524，AD624，低噪声型 INA102，INA103，INA108 可编程型 AD562，PGA103，PGA202 。 3、常用器件应用与计算 典型应用 三、仪器用放大器 内部结构与基本接法 图2-3（a）是AD524内部电路，其中有基本的精密增益电阻、输入保护电路、三运放偏置电路及精密运算放大器。图2-3（b）是基本接法。增益选择端×10、×100、×1000分别表示放大倍数为10、100与1000，当RG2选择端与其一相连时，就可设置成所需要的增益值。例如将RG2与1000相连时，增益值就是1000。当要设置任意增益时，在RG1与RG2之间接入一只增益电阻RG即可。若需要调节失调电压时，在4、5脚之间接入10KΩ电位器，电位器的中心头接正电源即可。RG与增益的关系有下式确定： G = 1 + 40KΩ/RG 对自制的三运放电路来说，请注意技术指标中的输入失调电压和噪声都被乘以√2。这是因为在三运放型的放大器中有二个运放在它的输入端，两者对全部的误差都有贡献。 2、AD524放大器 AD524是高精度单片式仪用放大器，它可以使用在恶劣的工作条件下需要获的高精度的数采系统中。它的输出失调电压漂移小于25μV/℃，输入失调电压漂移小于0.5μV/℃,在全增益范围内,共摸抑制比高达120DB,最大非线性失真仅为0.003℅。该器件不需任何外接元件就能实现1、10、100和1000倍的信号增益，而对1∽1000范围内的其它增益值，只需外接一只电阻即可实现所需要的增益值。由于线性度好、共摸抑制比高、低漂移和低噪声，使得AD524在许多领域得到广泛应用。 AD524具有A、B、C、S等四种不同精度和温度范围的系列器件；A级为民品；B级为低漂移器件；C级为低漂移高度线性化器件，可用作工业品，温度范围为-25∽+85℃；S级温度范围为-55∽+125℃。它的封装采用16脚DIP陶瓷封装结构与20脚的LCC封装结构。引脚见图2-2所示。 低噪声： 峰峰值不大于0.3μV（0.1—10HZ）； 非线性小: 不大于0.003℅(G=1); 共摸抑制比高: 不小于110dB; 失调电压小: 不大于50μV/℃; 失调电压漂移小: 不大于0.5μV/℃; 增益带宽: 25MHZ ; 引脚编程增益: 1、10、100、1000； 具有输入保护，失调电压调整等功能。 * 设计放大电路时的一个重要内容，是根据使用要求选择放大器的种类与型号。特别是随着新型运算放大器的不断出现，不同种类和型号的运算放大器之间有相当大的差别。这种差别不仅仅表现在能否按设计要求实现实际电路，还对电路中其他器件的选择（如RC器件，数字电路器件，电源器件等）和电路板的设计有直接影响。选择运算放大器的基本依据，是电路对运算放大器各种指标的要求。运算放大器的性能指标参数有输入偏置电压和电流，输入输出失调电压和电流，噪声输出特性，电源噪声抑制能力，所需电源种类和范围，小信号和大信号时的带宽增益乘积，信号跟踪特性，输出特性以及功耗特性等。 放大电路的重要设计参数有电压放大倍数（也叫电压增益），输入电阻，输出电阻，输出电流，频率响应带宽和功率输出能力等。由于放大电路是模拟电路，电路对各种电磁噪声十分敏感，所以，放大电路的设计和调试中必须注意使用不同的噪声抑制技术，特别是印刷电路板的设计，要十分小心。具体要求在后面介绍。 3）隔离放大器 变压器耦合型 AD202，AD208。光电耦合型 ISO100，ISO130。 2. 运算放大器的参数及应用 （1）