最新同样可改变放大器的增益教学讲义ppt课件.ppt

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1、同样可改变放大器的增益信号调理的的目的是便于信号的传输与处理。5.1信号调理的目的1.传感器输出的电信号很微弱，大多数不能直接输送到显示、记录或分析仪器中去，需要进一步放大，有的还要进行阻抗变换。2.有些传感器输出的是电信号中混杂有干扰噪声，需要去掉噪声，提高信噪比。3.某些场合，为便于信号的远距离传输，需要对传感器测量信进行调制解调处理。传感器（Sensor/Transducer）是指能把物理化学量转变成便于利用和输出的电信号，用于获取被测信息，完成信号的检测和转换的器件。其性能直接影响整个仪器的性能。5.2传感器(5)频率响应特性在允许频率范围内保持不失真的测量条件下，传

2、感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围，传感器的频率响应特性好，可测的信号频率范围宽。实用中传感器的响应总有一定延迟，延迟时间越短越好。放大器(Amplifier)是信号调理电路中的重要元件，合理选择使用放大器是系统设计的关键。智能仪器常工作于恶劣环境中，要求放大电路兼有高输入阻抗、高共模抑制比、低功耗等特性。程控放大器、测量放大器、隔离放大器等是智能仪器中常用的放大器。5.3.1程控放大器在通用测量仪器中，为了适应不同的工作条件，在整个测量范围内获得合适的分辨率，提高测量精度，常采用可变增益放大器。智能仪器含有微处理器，用仪器内置的程序控制放大器的增益称为程控增益放大器（

3、Programmable-GainAmplifer），简称程控放大器(PGA）。5.3放大器程控反相放大器、程控同相放大器等（1）程控反相放大器由理想运放条件，有5.4一般反相放大电路如图5.5所示，虚线框为模拟开关，模拟开关的闭合位置受控制信号C1、C2的控制，反馈电阻又随开关位置而变，从而实现放大器的增益由程序控制。当放大倍数小于1时，程控反相放大器构成程控衰减器。5.5反相程控放大电路(2)程控同相放大器5.6一般同相放大电路同相放大器的增益改变Rf或R1，同样可改变放大器的增益，但同相放大器只能构成增益放大器，不能构成衰减放大器。5.7程控同相放大电路下图2.7为利用

4、8选1集成模拟开关CD4051构成程控同相放大器的原理电路，图中，C、B、A为通道选择输入端，其状态由程序（D2、D1、D0的状态）控制，C、B、A不同的编码组合决定开关与哪一通道接通，从而选择R0～R7之间的某个电阻接入电路。实现程控增益的功能。ABC：0003．集成程控放大器集成程控放大器种类繁多，如单端输入的PGA103PGA100；差分输入的PGA204、PGA205等。本节介绍BURR－BROWN公司的PGA202/203程控放大器，它应用灵活方便，又无需外围芯片。（1）性能特点●数字可编程控制增益：PGA202的增益倍数为1，10，100，1000；PGA203的

5、增益倍数为1，2，4，8，PGA202与PGA203级联使用可组成从1～8000倍的16种程控增益。●增益误差：G<10000.05％～0.15％，G=10000.08％～0.1％；●非线性失真：G=10000.02％～0.06％。●快速建立时间：2μs。●快速压摆率：20V/μs●共模抑制比：80～94dB。●频率响应：G<10001MHz；G=1000250kHz。●电源供电范围：±6～±18V。（2）内部结构GA202/203采用双列直插封装，根据使用温度范围的不同，分为陶瓷封装(－25～＋85℃)和塑料封装(0～＋70℃)两种。引脚排列和内部结构如图2.8所示：图5.

6、8PGA202/203引脚排列和内部结构图其中，A0、A1为增益数字选择输入端，与TTL、CMOS电平兼容，可以和任何单片机的I/O口直接相连，其增益选择及增益误差见表2.1。表5.1增益选择及误差除表中提供的几种增益外，PGA202/203外接如图5.9所示的缓冲器及衰减电阻，改变电阻R1与R2的比值，可获得更多不同的增益图5.9改变外接电阻获得可变增益图增益与电阻的关系为（3）PGA202基本用法PGA202不需任何外部调整元件就能可靠工作。但为了保证效果更好，在正、负电源端分别连接一个1μF的旁路钽电容到模拟地，且尽可能靠近放大器的电源引脚，如图5.10所示，由于11脚

7、、4脚上的连线电阻都会引起增益误差，因此11、4脚连线应尽可能短。图5.10PGA202的基本用法PGA202/203与比较器、二进制加减计数器连接可构成自动增益控制电路，如图5.11所示。图2.11利用PGA202自动增益控制电路将PGA202和PGA203两片级联，如图2.12所示，A3、A2、A1、A0组合可有16种状态，可在1～8000范围内选择16种增益。图5.12PGA202/203级联电路A0A1A2A30101放大倍数是多少？5.3.2仪用放大器在智能仪器中，常常需要精确放大带有一定共模