《信号放大电路》PPT课件(I)

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1、第二章信号放大电路（讲授4学时）一、何谓测量放大电路？对其基本要求是什么？1、在测量控制系统中，用来放大传感器输出的微弱电压、电流或电荷信号的放大电路称为测量放大电路，亦称仪用放大电路。2、对其基本要求：①输入阻抗应与传感器输出阻抗相匹配；②一定的放大倍数和稳定的增益；③低噪声；第二章信号放大电路④低的输入失调电压和输入失调电流以及低的漂移；⑤足够的带宽和转换速率；⑥高共模输入范围和高共模抑制比；⑦可调的闭环增益；⑧线性好、精度高；⑨成本低。3、测量放大电路的类型第二章信号放大电路4、几个重要术语开环增益K闭环增益Kf差模增益Kd共模增益Kc输入失调电压u0s输入失调电流I0s零点漂移

2、共模抑制比CMRR=差模增益Kd/共模增益Kc第二章信号放大电路二、典型放大器的设计（一）反相放大器Kf=uo/ui=–R2/R1R3=R1//R2uoR3uiR1R2∞-++N1第二章信号放大电路（二）同相放大器Kf=uo/ui=1+R2/R1R3=R1//R2Zi=Kzin/(1+R2/R1)+R3→∞uoR3uiR1R2∞-++N1第二章信号放大电路（三）交流放大器1、交流反相放大电路Kf=–R2/R1R3=R2C1：隔直电容C3：旁路电容，防止振荡C3R3>C1R1uoR3uiR1R2∞-++N1C1C3交流放大器2、同相交流放大电路C1：隔直电容R3：C1的放电回路R3必须有

3、zi=R3使同相放大器失去高输入阻抗的特点uoR3uiR1R2∞-++N1C1交流放大器3、交流电压跟随电路同相放大电路的特例为减小失调电流，R3=R2uoR3uiR2∞-++N1C1交流放大器4、自举式高输入阻抗放大电路a)同相交流放大电路uoR1R2C2C1R3∞-++ui自举电路b)交流电压跟随电路uouiR1R2C2C1R3∞-++自举电路c)自举组合电路输入电阻为Ri=(R1R2)/(R2-R1)当R2=R1时，Ri→∞i2=i1uouii1i2R1iuo22R1R3R2∞-++N1∞-++R3N2c)自举电路■何谓自举电路?自举电路是利用反馈使输入电阻的两端近似为等电位，减

4、小向输入回路索取电流，从而提高输入阻抗的电路。■是不是所有情况下都要求放大电路具有高的输入阻抗？高输入阻抗电路常应用于传感器的输出阻抗很高的测量放大电路中。如电容式、压电式传感器的测量放大电路。第二章信号放大电路（四）差动放大器什么是差动放大器？差动放大器是把二个输入信号分别输入到运算放大器的同相和反相二个输入端，然后在输出端取出二个信号的差模成分，而尽量抑制二个信号的共模成分。差动放大器基本电路共模与差模输入R3uoR4ui2R1∞-++N1R2ui1R3uoR4ud/2R1∞-++N1R2ud/2uic差动放大器0R3R4ui2R1uoR2ui1等效电路ud=ui1﹣ui2,uic

5、=(ui1+ui2)/2由等效电路可得uo=R4(1+R3/R1)/(R4+R2)ui2﹣(R3/R1)ui1若R1=R2，R3=R4，则uo=﹣(R3/R1)ud即只对差模信号进行放大假设放大器只有共模信号作用时uoc=R4(1+R3/R1)/(R4+R2)uic﹣(R3/R1)uic当R1=R2，R3+R4时，uoc=0即输出信号中无共模信号成分第二章信号放大电路三、稳零放大电路三种常用电路：（一）由通用集成运算放大器组成的斩波稳零放大电路（自学）（二）自动调零放大电路（三）低漂移单片集成运算放大器第二章信号放大电路（二）自动调零放大电路∞-++N3UoK1C1Sa2R2Sb2Sa

6、1-++N1K2-++N2#UiSb1R1###∞-++N4a)电路原理图UoC1UiR1R2K1-++N1c)调零放大输出K2C1UC1Uo1R1R2K1-++N1-++N2b)误差保持自动调零放大电路由图a，当N3输出高电平，Sa1、Sa2导通，电路处于失调调零状态，见图b。可推出：Uc1＝－（Uo1＋U0s2）K2Uo1＝（－U0s1＋Uc1）K1→Uc1≈U0s1电容C1寄存了运算放大器N1的失调电压U0s1。当N3输出低电平，Sb1、Sb2导通，电路进入信号放大状态，见图c。可推出：Uo≈－(R2/R1)Ui实现了对失调电压的校正，达到了自动调零的目的。自动调零放大电路电路特

7、点：性能优于由通用集成运放组成的斩波稳零放大电路；输出电压较稳定；波动小；电路成本低（用一块四运放LF347和一块4位模拟开关CD4066即可组成）；适用于毫伏级的低电平放大。作业：p55,2-3第二章信号放大电路（三）低漂移单片集成运算放大器1、轮换自动校零集成运算放大器（CAZ运算放大器）什么是CAZ运算放大器？CAZ运算放大器是轮换自动校零集成运算放大器的简称，它通过模拟开关的切换，使内部两个性能一致的运算放大器交替地工作在信号放大和自动