第4章 集成运放应用及滤波电路幻灯片.pptVIP

测量放大器 测量放大器具有高输入阻抗、高共模抑制比等特点。 三运放测量放大器 1. 同相并联型差分放大器 2. 分析： 同相并联型差分放大器 具有输入阻抗高、共模抑制比大和增益可调等优 点，广泛应用于生物医学信号检测中，目前心电图 机前置放大器多采用这种电路。 同相串联型差分放大器 为了获得高输入阻抗，并达到少用运放器件的目 的，可采用同相串联型差分放大器。其输入阻抗通 常可高达几十兆欧。 理想运放组成的电压比较器 一、概述 3、集成运放的非线性工作区 4. 几种常用的电压比较器 电路原理图及传输特性如图所示 双向稳压管限幅电路原理图及传输特性 电路原理图及电压传输特性如图所示 例：电路如图所示，输入电压ui为正弦电压， RC＜＜T/2试分析并画出输出电压u’’o、u’o、uo的波形。 一般单限比较器分析 电压比较器的分析方法 2. 工作原理及电压传输特性 它主要由差动输入级、电平转换级、输出逻辑电平和控制级（具有集电极开路结构的输出级）以及偏置电路几个基本部件组成。其特点是输出的高、低电平分别与数字电路的逻辑“1”和逻辑“0”电平相等，能与TTL、DTL、HTL、CMOS等数字电路的电平兼容，有些比较器输出还可直接驱动继电器帮指示灯等。而且电源的选用范围较大：单电源或双电源；电源电压在几伏至几十伏之间，使用简单方便。 集成电压比较器的类型： 1、按一个集成组件内包含的比较器数目：单比较器、双比较器、四比较器等 2、按信号响应速度：可分为高速、中速、低速电压比较器 3、按集成制造工艺：可分为双极性和CMOS型电压比较器 4、按性能指标：可分为精密电压比较器、高灵敏度电压比较器和低功耗、低失调电压比较器等 1. 电路 2. 工作原理 有源滤波电路 有源滤波电路 一. 基本概念 概述 一、RC高通电路的滤波图 　波特图 3. 无源滤波电路和有源滤波电路 有源滤波电路 二、低通滤波器 幅频特性 简单二阶低通滤波电路 四阶低通滤波器方框图 三种类型有源低通滤波器的幅频特性 三、高通、带通、带阻有源滤波器 2. 有源高通滤波器 前面讨论的双 T选频电路Q值很低，不能满足应用要求。 如果将它与运放结合起来，可以组成生物信号检测中广泛应用的高Q值的有源陷波器。上图为有源双T带阻滤波放大器电路。 该电路的中心频率f0=1/2πRC，对于ff0的高频信号，两个串联的电容C阻抗很低，信号可经电容直接传输到运放的同相输入端即u+=ui；对于ff0的低频信号，电容2C的阻抗非常高，信号可经两个串联的电阻R直接传输到运放的同相端即u+=ui；只有当f=f0时，分别从高通滤波通道(两个电容C和一个电阻R/2构成)和低通滤波通道(两个电阻R和一个电容2C构成)传输到同相输入端的电压正好大小相等、相位相反，相互抵消，输出电压为零。 理论上可以证明，该电路的Q值为 如R2=30Ω，R3=1kΩ，则Q=8。 如果取R1=10kΩ，信号中陷波带以外的成分 可放大10倍。Q值不宜过大，通常不超过10，否则易产生振荡。 如果选取C=0.1μF，R=31.8kΩ ，则陷波频率f0=50Hz，构成市电50Hz陷波器。 这个电路的缺点是配置适当的 电容和电阻麻烦且不易调节， 右图所示的电路解决了调节的 困难。可以这样理解，R1和 R2分别与相应的电容组成两节 高通滤波器，每一节的输出电 压都比输入电压超前一个小于 π/2的相位，再经过电容传 输，它与上支路经由电阻R3传 输的电压合成时，在某一适当 频率处正好幅度相等，相位相 反，使输出电压为零，可见调 节图中的电位器，可以改变中 心频率，又不影响选频条件。 O O O 与LPF有对偶性，将LPF的电阻和电容互换，就可得一阶HPF、简单二阶HPF、压控电压源二阶HPF电路。 2. 带通滤波器（BPF） 3. 带阻滤波器（BEF） fH＜fL fH＞fL 1. 高通滤波器（HPF） ui uo RF C R + + ? – ? R1 + – + – 设输入为正弦波信号，则有 故： 可见，电路使频率大于?0 的信号通过 ，而小于?0 的信号被阻止，称为有源高通滤波器。 若频率 ? 为变量，则电路的传递函数 其模为 幅频特性 ?0 | Auf0 | | T(j?) | ? O 带通滤波器 对规定频带内的信号可以无衰减地传输，而对低于或高于该频带的信号有很大的衰减。 0.707 1 0 Tf f fL fH 相关参数 品质因数Q ⑴ 当Q值低时，电路的选频能力小，允许比较宽的频带范围的信号通过——宽带滤波。 最简单的低