《信号的调理与记录》PPT课件.ppt

1、5.3 信号放大电路,第五章 信号调理和处理技术,1 目的,3.直流放大特点 直流放大是直接放大转换输入信号，输出与输入之间只有倍数上的变化，无形式变化。直流放大电路可以放大直流信号也可以放大交流信号，电路中不含有交流元件C、L，电源为直流。 直流放大电路的抗干扰能力差，这是由于在初级信号中加入的干扰信号也会同信号一起被放大，即使信噪比降低。 4.交流放大特点 交流放大是将输入信号变换成特定的波形形式再进行放大，其目的是提高抗干扰能力。交流放大电路中含有交流元件C、L等，只能放大交流信号。三极管放大电路一般都是交流放大。 交流放大有隔直作用，也具有选频作用，直流信号无法通过，而且有些频段的信号

2、也无法通过，即有滤波特性，这样就起到了抗干扰作用。但当干扰信号与有用信号频率相接近时，就无能为力了。,5.3 信号放大电路,二、 直流放大电路,5.3 信号放大电路,1. 反相放大器 虚断 i =i+ 0 u+=0 虚短 u+ u 0 u-=0 ii = (ui u) /R1 =ui /R1 if= (uuo ) /Rf =uo /Rf i-=0 ii if ui /R1=uo /Rf 输出为 其闭环电压增益KRf /R1 电路特点：输出与输入反相，性能稳定，输入阻抗低。 反馈电阻RF值不能太大，否则会产生较大的噪声及漂移，一般为几十千欧至几百千欧。R1的取值应远大于信号源ui的内阻。,ui,

3、u0,if,- + +,2.同相放大器,5.3 信号放大电路,电路特点：输出与输入同相，性能稳定性稍差，输入阻抗高,输出阻抗很低的特点，广泛用于前置放大级。,同相放大器也是最基本的电路 ， 虚断 i= i+ 0 虚短 u+ u ui,其闭环电压增益K为:,输出,ui,u0,3.电压跟随器 同相放大器中令Rf=0，R1无穷 则K=1，uo=ui 利用运放本身具有高输入阻抗、低输出阻抗的特点，且加上深度负反馈使得这一特点更加突出，故常用作隔离级，来隔离前后两级电路，减小前后的影响。,5.3 信号放大电路,4.差动放大器,根据虚短 u+ u 可得,电路特点：输出与两输入的差值反相，性能稳定性稍差，输

4、入阻抗低。,闭环增益K：,输入阻抗：,5.3 信号放大电路,5.电压比较器,（1）电压比较器的作用 比较两输入信号大小，并以输出高、低电平来指示。电压波形的整形。因此又称为整形电路。 （2）电压比较器的特点 输入模拟量，输出数字量。实现模拟量与数字量间的转换。 （3）电压比较器工作原理 由uo=Av(u+u)可知，只要开环Av很大，则v+、v间的微小差值，即可使运放输出工作在饱和状态。 因此，v+ v- 时， Vo=Vomax（正饱和值） v+ v- 时， Vo=Vomin （负饱和值） v+ = v- 时， 逻辑状态转换,5.3 信号放大电路,6.仪器放大器 仪器放大器是用来放大微弱差值信号

5、的高精度放大器。 输入阻抗：为运放的输入阻抗ri 电路特点：该电路综合了反相放大器与同相放大器的优点，输出与两输入的差值反相，性能稳定，增益高（一般的系统，增益高，稳定性差），输入阻抗高。 组成该电路的要点：A1、A2的特性要完全一样。电阻也要对称相等，这也是极难做到的。为此，将该电路作成了集成电路。,5.3 信号放大电路,7、可编程增益放大器 P149,三、 积分运算电路,5.3 信号放大电路,CF,四、 电荷放大器,5.3 信号放大电路,5.3 信号放大电路,练习1,- + +,10k,u-,u+,1k,Vcc,u0,VZ,该电路的精度和稳定性都很高，可作为基准电压。K=1， u0=6V,

6、5.3 信号放大电路,练习2,u0,直接用三的公式得,信号的滤波,第五章、测试信号调理技术,滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定频率成分通过，而极大地衰减其他频率成分,低通,高通,带通,带阻,低通滤波器和高通滤波器是滤波器的两种最基本的形式，其它的滤波器都可以分解为这两种类型的滤波器。,5.5 信号的滤波,相互关系,低通滤波器与高通滤波器的并联为带阻滤波器,低通滤波器与高通滤波器的串联为带通滤波器,4 .理想滤波器,理想滤波器是指能使通带内信号的幅值和相位都不失真，阻带内的频率成分都衰减为零的滤波器。,5.5 信号的滤波,带通,物理不可实现,理想滤波器在时域内的脉冲响应函数 h（t）为 si

7、nc函数。脉冲响应的波形沿横坐标左、右无限延伸。,5.5 信号的滤波,5. 实际滤波器,理想滤波器是不存在的，在实际滤波器的幅频特性图中通带和阻带间应没有严格的界限,，存在一个过渡带。,1)纹波幅度d ：一定额率范围内，实际滤波器的幅频特性可能呈波 纹变化。 波动幅度d与幅频特性平均值A0相比越小越好，一般应小于-3dB。,2)截止频率fc :幅频特性值等于0.707A0所对应的频率,5.5 信号的滤波,4)倍频程选择性: 指在上截止频率fc2与 2fc2之间，或者在下截止频率fc1与 fc1/2之间幅频特性的衰减值，即频率变化一个倍频程时的衰减量。,5)滤波器因数： 理想滤波器1， 一般滤波

8、器1 5,3)带宽B和品质因数Q: 上下两截止频率之间的频率范 围称为带宽, 带宽决定着滤波器分 离信号中相邻频率成分的能力频率分辨力， 中心频率和带宽之比称为品质因数Q,(1). RC无源滤波器,在测试系统中，常用RC滤波器。因为这一领域中信号频率相对来说不高。而RC滤波器电路简单，抗干扰强，有较好的低频性能，并且选用标准阻容元件也容易实现 。,1) 一阶RC低通滤波器,5.5 信号的滤波,2) 一阶RC高通滤波器,3) RC带通滤波器,5.5 信号的滤波,(2).恒带宽、恒带宽比滤波器,实际滤波器频率通带通常是可调的，根据实际滤波器中心频率与带宽之问的数值关系，可以分为两种。,5.4 信号的滤波,2) 恒带宽比带通滤波器,1) 恒带宽带通滤波器,5.