第三生物医学常用放大器.ppt

直流放大器面临两个问题：一是各级直接耦合时没有隔直电容，直流电压相互不能隔离，使前、后级的静态工作点互相影响。二是零点漂移问题。当输入为零而输出不为零，且输出电压值在零点附近上下漂动且具随机性，这种现象称为零点漂移(zero drift)。 第六十三页，共九十二页，2022年，8月28日 造成零点漂移是由于元件的老化、电源电压的波动、特别是晶体管的参数随温度而变化等多种原因造成的。零点漂移引起输出电压的变化与被放大的有用信号无法区别开，对于直流放大器，前级引起的零点漂移电压，被后级放大，最后将掩盖正常输出。而差动放大器是克服零点漂移和抑制外界干扰的直流放大器的主要电路形式。 第六十四页，共九十二页，2022年，8月28日 一. 直流放大器的级间耦合 1. 后级接发射极电阻RE 此时T2管的基射电压等于T1的集射电压减去RE上的电压。只要适当的选择RE的阻值，可使T1管和T2管都有合适的工作点，都工作在放大区，但RE的接入将产生电流负反馈，使第二级的放大倍数下降。且RE值还逐级增大，电流负反馈逐渐加深，使放大倍数依然很小。 第六十五页，共九十二页，2022年，8月28日 2.后级发射极接二极管或稳压二极管 当二极管加上正向电压或稳压二极管加上反向偏置电压时，流过它们的电流在一定范围内变化时，二极管两端的电压基本不变。用二极管的压降代替RE的电压，可以保证T2管有合适的静态工作点，且因二极管的交流电阻很小，所以电流负反馈作用很小，从而可使电路的放大倍数降低较小。 第六十六页，共九十二页，2022年，8月28日 3．辅助电源法 上述方法解决了级间电位的耦合问题。为了得到较大的电压放大倍数，一般采取多级放大器，在共发射极放大电路中，每级集电极电位都高于基极电位。结果使输出电位不断上升，在一定电源电压下，能够输出的电压幅度下降，所以必须采取相应措施补偿直流电位的偏移。 前级集电极用两个电阻R1、R2连接在一个负的辅助电源上，然后电阻R1、R2的连接点与后级基极连接起来。只要电阻选择合适，各级都可以有适当工作点，但信号经分压传输会造成一些损失。 第六十七页，共九十二页，2022年，8月28日 四. 带阻滤波 带阻滤波只选择性的衰减一个频带内的信号，而在这个频带范围之外的信号成分都可无衰减的通过。其电压传输系数如图3-8所示。 第三十一页，共九十二页，2022年，8月28日 高Q值带阻滤波器，称选频电路，也称陷波器。 双T选频电路，由高通滤波和低通滤波组合而成的。信号输入中的低频成分可以从上通道(既低通滤波器)传输，而高频成分可以从下通道(即高通滤波器)传输，而对于信号中的中间频率成分，上下两通道均可以通过，其中通过低通滤波器传输出来的电压位相落后，通过高通滤波器传输出来的电压位相超前，它们再分别经过电阻和电容两路传输出来的，电压位相差更大， 在某个适当的中间频率下，两路输出电压幅度相等，且位相相反，输出总电压为零，起到了使这个中间频率的信号被衰减的作用，即有陷波作用。 第三十二页，共九十二页，2022年，8月28日 中间频率即陷波频率f0和Q值，经理论证明分别由上式给出。 中间频率不受负载影响。当接上负载后，Q值一般比输出端开路时要低。另外，由于电阻和电容总有些误差，各个电阻和电容不能严格保持图中标示的比值(或等值)，在中间频率处的传输系数将不等于零。因而品质因数也低于理论值。 第三十三页，共九十二页，2022年，8月28日 这个电路在生物医学放大器中，常将f0选为50Hz，用来滤掉50Hz的市电干扰，称50Hz陷波器。 实际应用中希望Q值很高，只对50Hz波有陷波作用，但上面电路的品质因数太小，很难达到要求。只有与放大器组合起来，才能提高选频能力，即达到高Q值，这种高Q 值的滤波器称为有源滤波。以上滤波器均为无源滤波器。 第三十四页，共九十二页，2022年，8月28日 第三节 负反馈放大器 一.反馈的基本概念和分类 反馈(feedback)就是把一个系统的全部或部分输出信号通过某种环节，送回到输入端。 在电子学中反馈一般是通过跨接在输入端和输出端之间的性能比较稳定的线性元件，如电阻来完成。 将放大器的输出电压或输出电流的一部分或全部送回到输入端，与输入信号叠加后再送入放大器中，如图3-10所示。 第三十五页，共九十二页，2022年，8月28日