02_信号放大电路描述.ppt

2. 信号放大电路 任小洪 主讲 四川理工学院 自动化与电子信息学院 人 工 智 能 四 川 省 重 点 实 验 室 电 子 邮 件： xh288@126.com  从灵和安全可靠出发，还需要： ① 可调闭环增益放大电路； ② 参量放大电路； ③ 电荷放大电路； ④ 隔离放大电路。 也有利于提高精度。 还需要考虑低成本。 3） 输入失调电压和输入失调电流实测 4）输入失调电压和输入失调电流的调整 外部调整法：适用于放大器自身没有 调零端子 内部调整法：有调零端 外部调整法 内部调整法 散弹噪声 流过二极管、三极管位垒层的载流子不是连续的，而是脉冲性质的，电流的方均值或方均根值不为零 式中 q —— 电子电荷，为1.59×10-19C； 　IDC —— 直流电流(A)； B —— 测量系统的噪声带宽 (Hz)。 减小噪声影响的主要措施 （1）采用噪声小的器件； （2）采用信号调制解调与滤波，限制通频带； （3）采用屏蔽措施； （4）采用高共模抑制比电路。 3、转移速率： 是指运算放大器在大幅度信号（阶跃信号）的作用下输出信号所能达到的最大变化率，单位为V/?s。 SR=?U/?t 影响运算放大器转移速率的主要因素是放大器的高频特性和相位补偿电容。一般补偿电容越大转移速率越慢。对正弦信号而言，SR决定了放大器在高频时所能达到的最大不失真幅度Uomax 4、运放的振荡与相位补偿 2.3 典型测量放大电路 测量放大电路的结构形式是由传感器的类型决定的。 2、同相串联高共模抑制比放大电路 三、三运放高共模抑制比放大电路 （1）输入级共模抑制比: 差动放大器件特性不一致 CMRR1 ≠CMRR2 CMRR12= CMRR1﹒CMRR2 /｜CMRR1 -CMRR2︱ 如果，引入附加共模误差（最好 ＜0.5dB) 共模电压产生差动电压 引起共模抑制比变化 （2）匹配电阻误差引起共模增益下降 CMRR3受输出电阻（R3，R4 ，R5 ，R6不匹配的影响。 因入偏差± δ，考虑最严重情况：R3= R30 （1+ δ） R4= R40 （1- δ） R5= R50 （1- δ） R6= R60 （1+ δ） N3共模增益： 总附加共模增益比 总共模抑制比 五、带有源屏蔽的共模抑制比放大电路 当传感器与测量放大电路间有一定距离时，常用屏蔽电缆连接，屏蔽层一般接地。电缆输入芯线与其屏蔽层之间的电容C1和C2 ，以及传感器和传输电缆内阻RS1和RS2将在放大器输入端形成两个积分电路。 a,b两端共模电压分别为： uac=（1-j Rs1C1）uic ，ubc=（1-j Rs2C2） uic 大小为：uc= j （Rs1C1 -Rs2C2）uic 引起输出端差模电压 引入有源屏蔽驱动电路，屏蔽电缆芯线与屏蔽层共模电压为零，消除了屏蔽电缆电容的影响。 某些传感器输出的信号电压常在在微伏级，且为直流缓变信号，漂移是一个关键难题。常用措施包括(1)尽早调制；(2)共模抑制；(3)采用低漂移信号放大电路。 许多情况下难以在传感器内直接调制，减小测量放大电路的电压漂移，实现低漂移信号放大至关重要。 集成电路中放大器通过模拟开关切换轮换工作，半个周期测量保存、失调电压，另半个周期放大输出，对失调电压进行校正，实现自动调零。 电荷放大电路是一种输出电压与输入电荷成比例关系的测量放大电路。例如，压电式传感器或电容式传感器可将某些被测量（如力、压力\加速度等）转换成电荷信号输出，再通过电荷放大电路输出放大了的电压信号。因此，电荷放大电路亦称为电荷-电压变换电路。 把C、R等效到N的输入端时，等效电阻R/(1+K)，等效电容C′= C(1+K)， K足够大 增益可控放大电路可以根据被测量值自动(手动)调整增益，以适应测量不同范围量值需要，又不改变共模抑制比，使用灵活，有利于提高测量精度。 （1）根据需要将R3~R6与 R2并联，使增益减小。 （2）LH0084集成可编程增益差动放大器 （3）LH0084集成可编程增益差动放大器 改变R0、R1、R2改变差动级增益。改变R5、R6改变末级增益。 思考题与习题 2-3 2-7 2-13 通过数字逻辑电路由确定的程序来控制放大电路增益的电路。 1.通用运放可编程增益调整放大电路 2.数字式可编程增益调整放大电路 3.集成可编程增益调整放大电路