模拟电子技术第7章信号检测与处理电路

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1、7.1电子系统概述7信号检测与处理电路传感器放大器滤波器增益调整采样保持A/D转换器计算机系统总线控制电路信号检测系统基本框图传感器放大器滤波器增益调整采样保持A/D转换器计算机系统总线控制电路提取测信号放大测量信号抑制干扰信号进一步去除无用信号联系处理系统的桥梁信号加工处理系统7.2.1测量放大器应用：热电偶、应变电桥、流量计、生物电测量等7.2信号检测系统中的放大电路共模抑制比高输入抗阻高主要特点常用于测量直流缓变微弱信号1.三运放测量放大器b.电阻R3、R4、R5、R6要精密配合（R3=R5、R4=R6）a.运放A1、A2的特性一致性对电路要求：（1）基本电路图A1A2A3

2、+_b1b2+_i––+++–由图可知（2）电路分析A1A2A3+_b1b2+_i––+++–A1A2A3+_b1b2+_i––+++–输出信号共模信号uIc无关令因此，放大器具有很高的抑制共模信号的能力。2.单片集成测量放大器AD521集成化的三运放测量放大器。性能指标：(2)输入阻抗3109。(3)增益带宽大于2MHz。(4)电压放大倍数0.1~10000。(5)电源电压±(5~18)V。(6)过载能力较强，动态特性好。(1)共模抑制比120dB。(1)引脚说明1234567891011131214OUTOFFSETV–-INRG+INSENSEREFRsCOMPOFFS

3、ETRsV+RG(2)基本连接方式图123456781011121314AD521+–7.2.2隔离放大器特点：信号传递的主要方式：电磁耦合，即经过变压器传递信号光电耦合输入回路与输出回路之间是电绝缘的。二极管——三极管型1.光电耦合隔离放大器光电耦合器原理图二极管——二极管型IoIiIiIob.采用负反馈技术光电耦合器的特点a.耦合器中的发光和光敏元件都是非线性器件。b.非线性器件传输模拟信号将会导致信号失真。克服非线性失真采取的主要措施a.给非线性器件施加合适的直流偏置，在小范围内线性传输信息。一种典型的光电耦合隔离放大器CA1O1A2+15V+5V-15V-15V+15V+

4、5VRWR2O2GND2GND1T2T1CA1O1A2+15V+5V-15V-15V+15V+5VRWR2O2GND2GND1T2T1电压并联负反馈CA1O1A2+15V+5V-15V-15V+15V+5VRWR2O2GND2GND1T2T1电压串联负反馈电压并联负反馈串联负反馈的判断CA1O1A2+15V+5V-15V-15V+15V+5VRWR2O2GND2GND1T2T1电压串联负反馈电压并联负反馈工作原理O1、O2特性相同R1=R4+RWR1=R4+RWCA1O1A2+15V+5V-15V-15V+15V+5VRWR2O2GND2GND1T2T1uCE2uCE1=uCE2

5、uCE1O1、O2特性相同R1=R4+RWR1=R4+RWCA1O1A2+15V+5V-15V-15V+15V+5VRWR2O2GND2GND1T2T1uO=uCE1uI=uCE2uO=uIuCE2uCE1=uCE2uCE1CA1O1A2+15V+5V-15V-15V+15V+5VRWR2O2GND2GND1T2T1实现信号隔离实现信号传输两地独立两地独立输入、输出级之间是电气绝缘的uO=uICA1O1A2+15V+5V-15V-15V+15V+5VRWR2O2GND2GND1T2T1放大器原理图2.变压器隔离放大器+-1A调制器隔离电源解调器振荡器+-2A输入屏蔽输出屏蔽uOu

6、I+-1A调制器隔离电源解调器振荡器+-2A输入屏蔽输出屏蔽uOuI调制给输入侧提供能量两侧电源独立恢复原低频信号输入、输出侧间电气绝缘变压器隔离放大器AD277原理图和引脚+-1A调制器隔离电源解调器振荡器+-2A输入屏蔽输出屏蔽16151114101213(+VCC)126873495(+15V)(-15V)(-VEE)7.3.1滤波器的基础知识功能：只允许某一部分频率的信号顺利的通过。通带：能够通过信号的频率范围。阻带：不能够通过信号的频率范围。截止频率：通带和阻带之间的分界频率。7.3有源滤波器滤波器的分类a.根据处理的信号不同b.根据使用的滤波元件不同数字滤波器模拟滤波

7、器RC型LC型RLC型c.根据工作频率不同低通滤波器高通滤波器带通滤波器带阻滤波器全通滤波器fA0理想滤波器的幅频特性低通fA0通带高通带阻带通通带通带通带通带Af0fA00fA0.707实际低通滤波器的幅频特性实际特性理想特性阻带过渡带通带d.根据滤器的阶数分一阶滤波器二阶滤波器高阶滤波器e.根据采用的元器件不同无源滤波器有源滤波器滤器的阶数越高，性能越好。组成:由电阻、电容、电感等无源器件组成。体积和重量比较大，电感还会引起电磁感应。(a)无源滤波器电路简单高频性能好工作可靠