直接耦合多级.ppt

开始 课件 直接耦合多级放大电路 演示 研讨 运放在信号处理方面的应用 精密测量放大电路 模拟乘法器 有源滤波电路 高精度整流电路 运放在使用中的问题 几种有源滤波电路 电路原理及分析 几种精密测量电路 电路原理及应用 模拟乘法器电路原理 模拟乘法器的应用 电路原理及应用 第七章集成运放在信号处理方面的应用 课堂教学设计结构框架 小结 第7章教学基本要求 要知道 1 有源滤波器类型和用途 2 一阶低通滤波器的几种基本电路形式 3 测量放大器的基本结构 特点和用途 4 高精度半波整流特点 5 集成隔离放大器用途 6 集成运放使用常识和单电源使用方法 会判断 一阶低通滤波电路的截止频率和阻容值 测量放大器输出电压 会选用 有源滤波电路类型 集成运放运算电路中电阻值 集成运放在信号处理方面的应用 第7章 7 1 1基本概念 7 1 2一阶低通滤波电路 7 1有源滤波电路 7 1 3一阶高通滤波电路 7 1 7带通 带阻滤波电路 7 1 4高通滤波电路和低通滤波电路的对偶性 7 1 1基本概念 滤波器 有用频率信号通过 无用频率信号被抑制的电路 1 分类 按处理方法分 硬件滤波软件滤波 按所处理信号分 模拟滤波器数字滤波器 按构成器件分 无源滤波器有源滤波器 按频率特性分 低通滤波器高通滤波器带通滤波器带阻滤波器 按传递函数分 一阶滤波器二阶滤波器 n阶滤波器 2 理想滤波器的频率特性 低通 高通 带通 带阻 3 有源滤波器 无源滤波器 由无源元件R L C构成的滤波电路 有源滤波器 由有源器件 集成运放 R L C构成 优点 体积小 重量轻 能放大 带载能力强 缺点 受集成运放上限频率限制 一般使用频率在几kHz以下 高于几kHz采用LC滤波器 带通采用陶瓷 声表面波滤波器 7 1 2一阶低通滤波电路LPF LowPassFilter 一 频率特性表达式 电压跟随器 同相放大器 通带电压放大倍数 RC网络 频率特性表达式 特点 电压串联负反馈Ri 109 Ro 0 1 反相放大器 其中 Aup R R1 反相比例放大器的放大倍数 所以 fn 1 2 RC 特征频率 当f fn时 所以 fn 1 2 RC fH 低通截止频率 二 对数幅频特性曲线 归一化幅频特性 3 20 20dB 十倍频 7 1 3一阶高通滤波电路HPF HighPassFilter 一 频率特性表达式 通带电压放大倍数 当f fn时 所以 fn 1 2 RC fL 高通截止频率 二 对数幅频特性曲线 归一化幅频特性 3 20 20dB 十倍频 一阶滤波器的问题 幅频特性在阻带区衰减不够快 改进思路 增加RC滤波的阶次 7 1 7带通 带阻滤波电路 一 带通滤波电路BPF BandPassFilter 构成思路 fH fL LPF BPF R 二阶压控电压源BPF 2R 中心频率 等效品质因素 Q 1 3 Aup 通带电压放大倍数 Au0 Aup 3 Aup Q 1 Q 10 3 Q越大 带宽越窄 通带选择性越好 二 带阻滤波电路BEF BandEliminationFilter 陷波器 思路 fL fH 双T二阶压控电压源BEF Q 1 2 2 Aup 例5 1 1 为消除50Hz的交流干扰 要求Q 10 选元件值 解 取C 47000pF 取R 68k R 2用两只68k 电阻并联 2C用两只47000pF电容并联 Q 1 2 2 Aup 10 Aup 1 95 Rf R1 R R 136k R1 279 15k 270k 9 1k Rf 0 95R1 R1 256 5k 240k 16k 7 2 1精密差分测量放大电路 7 2 2集成精密测量放大器 7 2精密仪用放大电路 7 2 1精密差分测量放大电路 7 2 1精密差分测量放大电路 对共模信号 uO1 uO2则uO 0 对差模信号 R1中点为交流地 采用精密电阻以减少误差 7 2 2集成精密测量放大器 一 概述 将高性能集成运放和精密电阻集成在单片电路中 能获得极高的精度和温度稳定性 常用集成精密放大器 LH0036 LH0037 LH0038 LF352 AD521 AD522 超精度集成精密放大器 INA101 INA104 低功耗集成精密放大器 INA102 精密型集成精密放大器 LM163 LM363 数字可控增益型集成精密放大器 LH0086 低漂移廉价型集成精密放大器 3626 3629 二 INA101M型测量放大器简介 当RG 40 04 时 uO 1000 三 应用举例 心电信号放大电路 7 3高精度整流电路 运放输入输出反相 D1 D2同时只有一只导通 当uI 0 u O 0 D2导通 D1 截止 R上无电流 uO u 0 当uI0 D1导通 D2 截止 传输特性 高精度半波整流电路 对于差放有 7 4集成模拟乘法器 一 基本原理 模拟乘法器功能 实现两个模拟量相乘 其中K为比例因子 量纲 V 1 符号 二 模拟乘法器的应用 1 相乘运算 模拟相乘器 立方运算电路 2 平方和立方运算 平方运算电路 3 除法运算电路 据虚断 如果令K R2 R1则 工作 负反馈 条件 4 开平方运算电路 v1为负值 负反馈条件 二极管作用 5 开立方运算电路 7 5使用运算放大器应注意的几个问题 1 选用元件 根据实际要求来选用运算放大器 主要是根据使用条件及运放的参数进行选择 2 消振 这是为避免运算放大器内部晶体管的极间电容和其他寄生参数的影响 使电路产生自激振荡 即外加消振的方法 3 调零 由于运放内部参数不可能完全对称 输入信号为零 输出可能不为零 为此 在使用时必须调零 7 5集成运放在使用中的一些问题 一 合理选用集成运放 兼顾性能要求和经济性 选用 高放大倍数的通用型 高阻抗 低漂移 低功耗 高速 宽带 高压 大功率 二 了解集成运放引脚功能 三 集成运放消振和调零 四 集成运放的保护措施 五 集成运放电路外接电阻值的选取 六 双电源改用单电源的交流放大电路 三 集成运放消振和调零 1 自激的消除 大多数集成运放内部已设置消振的补偿网络 有些需外接 2 电路的调零 1 有专用引脚外接调零电位器 F004 使输入端接地 调节RP 使输出为0 2 有专用引脚外接调零电位器 反相输入端调零 同相输入端调零 应注意对电压传输特性和输入阻抗的影响 无法调零时 应检查接线 焊接是否造成开环 或器件损坏 四 集成运放的保护措施 1 电源保护 防止电源接反 串二极管保护 2 输入保护 为防止差模或共模信号过大 损坏输入级或引起自锁 采用二极管限幅 限制差模信号 限制共模信号 3 输出保护 为防止输出端触及外不高电压引起过流或击穿 可采用稳压管限幅 UOM UZ UD 五 集成运放电路外接电阻值的选取 电阻太小将超过运放最大负载能力 也降低输入阻抗 增加信号源负载 兆欧级电阻阻值随温度和时间变化产生时效误差 还因IIO引起误差 因为一