电子电路资料课件.ppt

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1、电子电路：设计与应用6模拟集成电路应用6.1测量放大电路6.2运算处理电路6.3有源滤波电路6.4电源电路6.1测量放大电路6.1.1仪表放大器6.1.2隔离放大器6.1.3对数放大器6.1.4D类低频功率放大器6.1.1仪表放大器(1)信号源电阻经常是变化的。以心电作为信号源的等效电路如图所示，其中信号源电阻Rs1，Rs2包括电极与皮肤的接触电阻，肌肉、骨胳等组织的电阻。它们不但因各人的身体差异而有相当大的变化，就同一个人来说，也随时间和环境而变化，范围可能在k至M量级之间。于是，对心电本身的放大增益是极不稳定的。为什么需要仪表放大器？(2)输入信号中含有很强的共模成分，主要是工

2、频干扰。由于Rs1和Rs2不可能相等，造成差分放大电路的共模抑制比急剧下降，工频共模干扰可能完全淹没微弱的差模心电信号。6.1.1仪表放大器典型的仪表放大器6.1.1仪表放大器集成仪表放大器——INA2128①增益设定②输入偏置低信号源电阻高信号源电阻6.1.1仪表放大器集成仪表放大器——INA2128③共模输入范围–VEE+1.7V到+VCC–1.4V假象④输入保护不必遵循“先上电源，后输入信号”的原则⑤通道间的交叉耦合大多数交叉耦合都是由于线路的分布电容耦合造成的。应特别注意布线的艺术，讲究接地点。使每个通道的两条差分信号输入线互相平行，或沿同一轨迹在线路板上下两面布线，可使输入引线

3、感应的干扰（包括从另一通道耦合的信号）形成共模信号而被放大器所抑制。6.1.1仪表放大器集成仪表放大器——INA2128(2)典型应用电路6.1.2隔离放大器为什么需要隔离放大器？(1)工业电气设备由于存在较大的分布电容，传感器、执行机构、电气开关等电气部分会耦合一定的共模电压，特别是某些电气部分浮地或对地有较高阻抗的情况下，有可能产生很高的共模电压。当用电设备负荷急剧变化时，也有可能产生瞬间共模电压冲激。(2)工业设备的测量机构，传感器引线或其他信号传输线通常较长，它们与工频信号的长线耦合也是共模电压的一个来源。过高的共模电压会击穿测试设备的器件，即使没有损坏器件，也会影响模拟信号的测

4、量，因为共模信号的存在，使这些模拟器件偏离了最佳工作点。(3)各设备的地线（参考点）之间存在电位差，假若把它们的地线连接起来，并与测控设备的地线（参考点）相连，它们之间则会存在较大的地线电流，产生的噪声甚至可将信号完全淹没。(4)测试设备上也存在共模电压，与测试对象同样存在参考电位不等的情况，从而有可能对测试对象造成伤害，或因为两参考点之间的地线环流而严重影响测量结果。例如，心电监护或诊断仪器就存在这样的问题，当电极接触到人体时，如果没有防护措施，仪器一侧的共模电压有可能对病人造成伤害，或者因地线环流噪声掩盖了诊断信息。6.1.2隔离放大器6.1.2隔离放大器差分电容隔离放大器——ISO

5、1656.1.2隔离放大器差分电容隔离放大器——ISO165为了提高隔离特性，芯片取消了6~9和与之相对的16~19号引脚，并以此为界，上半部分是输入电路引脚，下半部分是输出电路引脚。在印制电路板制板时，可在板上两部分电路交界处割开一个狭槽，以进一步提高隔离的可靠性，即使在粉尘、潮湿和化学污染条件下也能保持高度隔离性能。6.1.3对数放大器线性放大器对数放大器许多物理量的测量要求很宽的动态范围。例如对真空的测量，动态范围常常要达到106~108（最大压强和最小压强之比）；又如，雷达接收机、超声探伤仪和超声医疗仪器，它们发送的探测信号，远距离回波信号很弱，近距离回波信号很强，输入信号常常在

6、极短的时间内从微伏量级变化到几伏（100dB以上）。这类设备往往对信号波形的几何形状没有很严格的要求，而对信号的有无及相对强度感兴趣，它们的输出动态范围达到20~30dB便足以满足测量系统或图像重建的要求，因此要对输入信号的动态范围进行压缩。6.1.3对数放大器线性限幅、串联相加对数放大器第4级刚好进入限幅时，总的输出电压为输入：6.1.3对数放大器线性限幅、串联相加对数放大器第3级放大器刚好限幅，输出输入信号提高AV倍：第2级放大器刚好限幅，输出输入继续增大：第1级放大器刚好限幅，输出输入继续增大：6.1.3对数放大器线性限幅、串联相加对数放大器多个共发射极输出电流一个共基极输出电压实

7、现电流求和，电压输出6.1.3对数放大器线性限幅、串联相加对数放大器TI公司芯片：TL4416.1.3对数放大器线性限幅、串联相加对数放大器某B型超声诊断仪的对数放大器6.1.4D类低频功率放大器D类放大器如果使器件工作在高频开关状态的功率放大器称为D类放大器。D类放大器原来也是用于高频功率放大，如果不存在器件的导通电阻和开关状态的过渡时间，工作时则不存在损耗，其理想效率可达100％。由于大功率高速开关器件技术的成熟，D类放大技术也