测控电路 第02章 信号放大电路.ppt

高共模抑制比放大电路 （三）有源屏蔽驱动电路 差 动 放大器 uo a b uic ui1 ui2 RS1 RS2 C1 C2 ∞ + - + N1 ui2 R1 RP R2 R0 R0 ui1 uc uo R4 R3 R3 R4 ∞ - + + N2 ∞ - + + N3 高共模抑制比放大电路 什么是有源屏蔽驱动电路？ 将差动式传感器的两个输出经两个运算放大器构成的同相比例差动放大后，使其输入端的共模电压1∶1地输出，并通过输出端各自电阻（阻值相等）加到传感器的两个电缆屏蔽层上，即两个输入电缆的屏蔽层由共模输入电压驱动，而不是接地，电缆输入芯线和屏蔽层之间的共模电压为零，这种电路就是有源屏蔽驱动电路。 应用于何种场合? 经常使用于差动式传感器，如电容传感器、压阻传感器和电感传感器等组成的高精度测控系统中。 高共模抑制比放大电路 （四）浮动电源共模自举式放大电路 u2 R0 uo RP N3 R0 u1 uc A +E -E ui1 ui2 ∞ + - + N1 ∞ - + + N2 ∞ + - + N4 ∞ + - + N5 ∞ - + + uA 第二章 信号放大电路 五、电桥放大电路 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。 电桥放大电路 （一）单端输入电桥放大电路 Z1 Z2 Z4 Z3 R2 R1 b a uo u ∞ - + + N a) 反相输入 R+ΔR R2 R1 uo R R R u ∞ - + + N b) 同相输入 电桥放大电路 （二）差动输入电桥放大电路 ∞ - + + N R2=R1 uo R1 u R (1+δ) ua ub R R R 电桥放大电路 （三）线性电桥放大电路 uo R3 R2 = R（1+δ） R1 u ua R1 ub ∞ - + + N 第二章 信号放大电路 六、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。 应用于何种场合？ 隔离放大电路主要用于便携式测量仪器和某些测控系统（如生物医学人体测量、自动化试验设备、工业过程控制系统等）中，能在噪声环境下以高阻抗、高共模抑制能力传送信号。 隔离放大电路 （一）基本原理 1、组成及符号 － ＋ 输入 放大器 R1 R1 R2 Riso Ciso R2 uo 隔离器 输 出 放大器 － ＋ ud uc uiso 隔离放大电路 隔离放大电路 隔离放大电路 2、原理框图 a) 变压器耦合 浮置电源 输入调制 放 大 器 耦合变压器 输出解调放 大 器 输出 输入 － ＋ b) 光电耦合 浮置电源 光耦合器 输 入 放大器 － ＋ 输 出 放大器 输出 输入 LED V 隔离放大电路 （二）通用隔离放大电路 1、AD277变压器耦合隔离放大器 隔离 电源 振荡器 调制器 输入屏蔽 解调器 输出屏蔽 2 6 8 7 3 4 1 9 5 ＋15V －15V 13 12 10 16 －U 100kΩ 100kΩ 1MΩ 14 11 15 ＋U ∞ - + + N1 ∞ - + + N2 隔离放大电路 － ＋ 235L 电源 904 510Ω 增益微调用 100kΩ 277J Uo RL Ui 100kΩ R2 1MΩ 9.9kΩ 100Ω 限幅电路 10kΩ 10kΩ 1kΩ 235L电源 ＋15V －15V 100Ω 10μF 100Ω 10μF 100Ω ～220V50Hz 2 3 4 9 5 1 6×1N4148 1N753A 12 11 16 14 15 10 R3 R4 ＋ ＋ R1 ∞ - + + C 0.1μF 隔离放大电路 2、互补式光电耦合放大电路 i1=10V/R2+ui/R1 i2=10V/R3+uo/(R5+ Rp) uo=(R5+ Rp) ui/R1 ∞ - + + N1 C －10V VLC1 i1 R2 ＋10V ＋10V VLC2 i2 R3 R1 ui －10V uo R5 ∞ - + + N2 R4 3.9kΩ Rp 隔离放大电路 隔离放大电路 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