医用电子仪器分析与维护-第二章.ppt

* * 输入阻抗高，表示该电路吸收的电源(或前一级电路的输出)功率小，电源或前级就能带动更多的负荷。对于测量电路，如电子电压表、示波器等，就要求很高的输入阻抗，以便接入仪表后，对被测电路的影响尽可能地小。提高方法：1.场效应管，输入阻抗自然高了2.用自举接法提高输入阻抗3.采用共集放大电路，三极管放大电路输入级一般接成共集方式 * * * * * 共模和差模信号的区别在参照物。共模信号存在于多个载流导体与公共的等电位导体之间，如大地，金属屏蔽壳体、金属机壳、金属船体和大的金属平板。差模信号存在于载流导体之间，载流导体互为参照物。共模干扰信号通常是由差模信号在传输过程中通过寄生电容的耦合、导线的空间辐射形成的，反过来又会串扰成差模干扰信号。差模信号是设计规划的对象。共模干扰信号是寄生的，是计划以外非预期的，会破坏有用信号，必须采用额外的措施 * Ucm 是10mV 10uV与10mV相差10^3倍。CMRR dB=201g10^3=60dB，满足ECG,不满足EEG * * * * 抑制的关键是搞清楚噪声传递方式，是空间辐射还是传导。如果50Hz噪声是空间辐射进入的，说明设计存在高阻抗输入点，降低阻抗可能会解决问题；如果是传导，需要切断传导途径。比如从电源耦合进入的，可以对电源进行二次变换等等。如果信号频段和工频不一致，可以滤波，采用陷波滤波器，或者软件滤波等等。当然在抑制不了的时候还可以采取适应的方案，就是让设备适应工频噪声，如比例双积分的ADC可以控制积分时间为50Hz整周期等等。 * * * U+U-,I+I-指的是放大器+和-端 R1和RF是串联，电流是相等的。因此 Ur1/ri=Urf/rf Uri=ur1-U- Urf=U—U0 因为U-=U+ 且U+=R3在R2R3的分压（R3接地） 故有式（2-12） * 第II级如同前面所叙同 * 差分放大器增益： 差模增益：Gd1=1+2R2/R1， 共模增益：Gc1=1， 总增益：Gd=Gd1Gd2， 总的共模增益Gc为D3组成的差模放大器的共模增益，共模抑制比CMRR=Gd/Gc。 电路中的R1常被用来调节增益 * 第II级如同前面所叙同 * * * * * * * TTL:晶体管-晶体管集成电路，Transistor-Transistor-Logic,是数字电路一大门类 达林顿管就是两个三极管接在一起，极性只认前面的三极管。以两个相同极性三极管为例，前面三极管集电极跟后面三极管集电极相接，前面三极管发射极根后面三极管基极相接。前面功率一般比后面小。前面三极管的基极为达林顿管的基极，后面三极管发射极为达林顿管的发射极。放大倍数为两个三极管的乘机。 * 课堂互动 差模信号和共模信号的区别是什么，在接入放大器输入端有何不同？ 二、差分放大电路的分析方法 式（2-12）看懂了吗？ 式（2-14）式（2-14）抑制共模 CMRR理论与实际的不同 式（2-20）：电路匹配误差越小，闭环差模增益越大，放大器共模抑制能力越强。 式（2-24）：在放大电路输出端产生的共模误差电压 式（2-25）（2-26）在同时考虑电阻失配（CMRRR）和器件本身的（CMRRD），总的共模抑制能力还要下降 二、差分放大电路的分析方法 图（2-2）不满足生物电前置放大器要求 R1的矛盾（噪声、高阻） 三、典型差分放大应用电路 三、典型差分放大应用电路 同相并联三运放差分电路结构 图2-3 ui1、ui2均加入到运算放大器的同相端 式（2-28）说明第I级输出没有共模成分，电路的共模抑制能力与外回路电阻无关 式（2-29）说明通过调节Rw方便实现Ad1增益的调节 第I级电路的对称性有利于克服失调、漂移的影响 式（2-30）说明A1、A2器件本身的CMRR数值关键在于对称 三、典型差分放大应用电路 同相并联三运放差分电路结构 图2-3 差分放大器增益 差模增益? 共模增益? 总差模增益 总共模增益 共模抑制比 实例分析 实现第一级放大电路的高共模抑制比并不困难（通常可以达到100dB以上），关键是前置级运放元件的对称程度 三、典型差分放大应用电路 同相并联三运放差分电路结构 图2-3 ui1、ui2均加入到运算放大器的同相端 式（2-33）说明两极放大电路的总共模抑制 式（2-33）说明共模抑制能力与如下因素有关 A1A2的CMRR1和CMRR2的对称性 A3的共模抑制比，差分放大器的闭环增益 RF、R1电阻匹配精度 同相并联第一级的差分增益 式（2-35）说明两极放大电路CMRR取决于第I级的差分增益和第II级的共模抑制能力 在Ad1足够大时，总的CMRR随Ad1的增加将十分缓慢 实例分析 思考方式:造成共模电压向差模转化的原因 知识点：各级共模误差电压是累加的 CMRR=A