(精选)智能仪器设计基础课件第三讲 智能仪器的前向通道课件.pptVIP

*/39 3.1.5基于运算放大器的滤波器（2） 第三讲 智能仪器的前向通道 二阶有源滤波器 二阶系统的频域表达 低通响应 （1）二阶响应，使得高频渐近线陡度增加了两倍的斜率 （2）对 附近的幅度形状调节增加了自由度 （3）Q=0.707，成为巴特沃斯响应，该曲线最接近理想陡峭模型 */39 3.1.5基于运算放大器的滤波器（3） 第三讲 智能仪器的前向通道 二阶有源滤波器 高通响应 带通响应 */39 3.1.5基于运算放大器的滤波器（4） 第三讲 智能仪器的前向通道 二阶有源滤波器 （1）二阶无源RC滤波器的频率特性 （2）Q0.5，通带截止频率受到限制 （1）KRC低通 （2）对Q具有参数调整能力 （3）高Q有利于信号频率与截止频率接近的场合 （4）常采用等值元件来设计 */39 3.1.5基于运算放大器的滤波器（5） 第三讲 智能仪器的前向通道 二阶有源滤波器 KRC高通 KRC带通 多重反馈低通 多重反馈带通 */39 3.1.6 运算放大器的受控源特性与电路求解（1） 第三讲 智能仪器的前向通道 负反馈运算放大器 受控电压源 受控电流源 可调R、L、C电路元件 负阻抗 传递函数 */39 3.1.6 运算放大器的受控源特性与电路求解（2） 第三讲 智能仪器的前向通道 问题：受控电流源反向，则电路将如何变化？ */39 3.1.6 运算放大器的受控源特性与电路求解（3） 第三讲 智能仪器的前向通道 通用阻抗转换器（GIC） （1）接地电感：Z2（或Z4）选择电容，其它Z选择电阻 （2）接地频变电阻：Z1和Z5选择电容，其它Z选择电阻 （3）有源电路实现阻抗并不如实际的电阻、电感性能更好，存在温漂和响应速度 */39 3.1.6 运算放大器的受控源特性与电路求解（4） 第三讲 智能仪器的前向通道 可调阻抗的通用实现方法 可调电感 可调电阻 可调电容 可调电阻 */39 3.1.6 运算放大器的受控源特性与电路求解（5） 第三讲 智能仪器的前向通道 可调电容 可调电感 */39 3.1.6 运算放大器的非理想特性（1） 第三讲 智能仪器的前向通道 */39 3.1.6 运算放大器的非理想特性（2） 输入偏置电流IB 实际运放输入引脚吸收的少量电流 NPN BJT或P沟道JFET: I+, I-流入运放 PNP BJT或N沟道JFET: I+, I-从运放中流出 输入失调电流Ios 第三讲 智能仪器的前向通道 */39 第三讲 智能仪器的前向通道 输入偏置电流和失调电流引起的误差 3.1.6 运算放大器的非理想特性（3） */39 3.1.6 运算放大器的非理想特性（4） 第三讲 智能仪器的前向通道 输入失调电压Vos 将运放的同反向端短接，运放的非零输出 误差模型： 热漂移： 温度系数 */39 第三讲 智能仪器的前向通道 输入失调电压引起的误差 3.1.6 运算放大器的非理想特性（5） */39 第三讲 智能仪器的前向通道 3.1.6 运算放大器的非理想特性（6） 共模抑制比（CMRR） 运放的差分放大倍数与共模放大倍数之比 误差模型：当运放的差分输入为零，而由共模电压或共模电压的变化引起运放的非零输出 */39 第三讲 智能仪器的前向通道 3.1.6 运算放大器的非理想特性（7） 电源抑制比（PSRR） 运放供电电压的变化引起运放输出的变化 误差模型： */39 第三讲 智能仪器的前向通道 3.1.6 运算放大器的非理想特性（8） 输入摆动引起的失调电压 实际运放的开环增益a是总是有限的 反馈为有差系统 误差模型： 非理想运放的总失调 考虑前述各项因素后的总失调 误差模型： */39 第三讲 智能仪器的前向通道 3.1.6 运算放大器的动态特性限制（1） 运算放大器只能从直流到某一个给定的频率范围内提供高增益，超过这个频率，增益就会随着频率的增加而下降，并且输出相对于输入来说还会有一个延时。 单位增益频率 增益带宽积 闭环带宽 全功率带宽 上升时间 转换速率 建立时间 */39 第三讲 智能仪器的前向通道 3.1.6 运算放大器的动态特性限制（2） 一个运算放大器的开环响应可能会很复杂，但是常见的运放为了稳定它们的特性，防止产生不需要的振荡，在芯片上集成了若干补偿元件，成为内部补偿的运算放大器，因此其开环特性仅受到一个低频极点的控制。 直流增益（低频增益） 主极点频率 米勒效应倍增性质 */39 第三讲 智能仪器的前向通道 3.1.6 运算放大器的动态特性限制（3） 一个运算放大器的开环响应除了含有Req和Ceq产生的主极点，一般还含有高阶零点和高阶极点，它们是由于组成不同级的晶体管所产生的。主极点频率故意选择很低，是为了确保在高阶根频率时，增益已经完全下降到单位增