第10节：信号线形变换.ppt

1、精密仪器及光电工程部周峰2009.4，生物医学电子，提问，1，理想电压源及理想电流源是什么？2、实际恒压源和恒流源如何表示？负载的需求为何？3、1A的恒定电流值，最大输出电压为100V的恒流电源，分别在200欧姆、100欧姆、50欧姆、0欧姆时的输出电压和电流功率是多少？第六章信号线性变换，本章学习点，信号线性变换的条件和结果；信号线性变换的应用；各种电压/电流转换电路的特性和设计；各种电流/电压转换电路的特性和设计；波形转换电路的设计与应用；电压/频率转换和频率/电压转换的原理、电路设计和应用。6.1概述、信号测量、处理、传输、记录和显示、控制领域中的抗干扰、提高传输效率，广泛使用各种信号转

2、换技术，以满足各种设备和电路连接要求。信号转换分类：线性转换：线性转换作为线性电路执行，线性转换只改变信号频谱组件的相对大小，不创建新的频率组件。一些波形转换、电压和电流转换可以依靠线性转换电路来实现。非线性变化：非线性转换是使用非线性电路完成的，该电路允许诸如混合、分频和倍频等频率转换。信号的非线性变换主要应用于信号的传输，尤其是信号的远距离传输，即信号的远程传输。根据信号转换内容：电气和郑智薰功率之间的转换、模拟和数字卷之间的转换、电压(或电流)和频率(或时间)之间的转换、交流和直流之间的转换、功率转换、波形转换频率转换(包括频率转换、各种信号调制和解调、倍频和分频)。信号线性转换电路的一

3、般要求，输出信号与输入信号有线性关系；有足够的输入阻抗。其中输入阻抗是指广义输入阻抗。也就是说，信号转换电路对信号源或前电路的影响必须小到不要改变信号源或前电路的状态太多，以影响测量结果。有足够的推进力和动态范围。满足应用程序的其他要求。电源、电源、频率、流程、成本等要求。6.2电压/电流转换器(VCC)和电流/电压转换器(CVC)、6.2.1电压/电流转换器(VCC)、电压/电流转换器(VCC)用于将电压信号转换为与电压成正比的电流信号。用途：通常用作传感器或其他检测电路的基准(参见)恒流源，在磁偏转示波器设备上用于将线性转换电压转换为扫描的线性转换电流驱动特定执行设备，例如记录笔的偏转和电

4、流表偏转的记录器，作为控制系统中的可控电流源。VCC可以分为负荷浮动和负荷接地类型，无论是按负荷接地还是按负荷接地。首先，由于信号UI被添加到运算放大器逆相输入端，因此负载浮子电压/电流转换器可以提供信号源和运算放大器需要的负载电流值。特征：信号连接到运算放大器的同相端，同相端的输入阻抗高，因此信号源只提供很小的电流。特性：调整R1、R2和R3可能会更改VCC的转换系数，合理选择参数将使电路在较小的输入电压UI中工作，以提供与UI成比例的大负载电流负载电流，大部分由运算放大器提供，只有一小部分由信号源提供，对信号源的影响较小。电路要求运算放大器提供更高的输出电压。特征：随着采用晶体管t提高驱动

5、，输出电流可达几安培，甚至几十安培。具有极高输入阻抗的相同相位输入方式，信号源只提供很小的电流。负载ZL的电阻值较高时，电路的op放大器应输出较高的电压。此电路仅适用于ui 0中的信号。，大电流输出电压/电流转换器，晶体管t的直流电流增益。选择大晶体管(1，大电流和高压输出电压/电流转换器)可以在负载ZL的电阻高的情况下满足需要更高输出电压的要求，电路也可以提供更大的负载电流。由于相同的相位输入方式，输入阻抗也很高。电路要获得更高的精度，必须选择更大的晶体管值。此电路仅适用于ui 0中的信号。其次，如果采取负载接地电压/电流转换器，则特性：该电路在负载接地中可以获得较高的转换精度和较高的运行稳

6、定性。6.2.2电流/电压转换器(CVC)，电流电压转换器(CVC)用于将电流信号转换为比例电压信号。用途：可用作测量泄漏电流的微电流测量装置；如果使用光敏电阻、光电池等恒流传感器，则是典型的光检测电路。在数字模拟转换器中，作为一般输出电路形式的电流信号的加法器。特征：如果运算放大器的输出阻抗非常低，则可以使用普通电压表在输出端测量直接输入电流值的大小，其转换系数为RF值。测量的电流较小时，必须使用特定输出电压值较大的RF值；但是，RF值越大，可能会出现两个问题。也就是说，较大的阻力很难找到，准确度也很低。第二，输出团的噪音也变大。改进：如果使用“t”电阻网络替换较大的电阻，则可以使用较小的电阻值。要减少噪音，电阻RF的两端必须有小电容器，并且该电容器本身的泄漏电流必须足够小。米勒定理、米勒定律的讨论和启示：引入运算放大器可以实现测量准确度和灵敏度的统一。选择运算放大器时，要设计高精度高灵敏度电流/电压转换电路，运算放大器的输入阻抗高，偏置电流小，并且必须有尽可能高的增益。6.3波形转换，6.4电压/频率转换和频率/电压转换，用途：电压/频率转换电路(VFC)使用范围很广，在不同的应用领域有不同的名称。在无线电技术中，称为调频(FM)。在信号源电路中，称为电压控制振荡器(OSC)。在信号处理和转换电路中，也称为电压/频率转换电路和准模式/数转换电路。电压/频率转换电路和频率/电压