信号放大电路.ppt

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1、第二章信号放大电路一、何谓测量放大电路？对其基本要求是什么？1、在测量控制系统中，用来放大传感器输出的微弱电压、电流或电荷信号的放大电路称为测量放大电路，亦称仪用放大电路。2、对其基本要求：①输入阻抗应与传感器输出阻抗相匹配；②一定的放大倍数和稳定的增益；③低噪声；第二章信号放大电路④低的输入失调电压和输入失调电流以及低的漂移；⑤足够的带宽和转换速率；⑥高共模输入范围和高共模抑制比；⑦可调的闭环增益；⑧线性好、精度高；⑨成本低。3、测量放大电路的类型第二章信号放大电路4、几个重要术语开环增益K闭环增益Kf差模增益Kd共模增益Kc输入失调电压u0s输入失调电流I0s零点

2、漂移共模抑制比CMRR=差模增益Kd/共模增益Kc输入失调电压和输入失调电流实测输入失调电压（S闭合）输入失调电流（S打开）第二章信号放大电路二、典型放大器的设计（一）反相放大器Kf=uo/ui=–R2/R1R3=R1//R2uoR3uiR1R2∞-++N1第二章信号放大电路（二）同相放大器Kf=uo/ui=1+R2/R1R3=R1//R2Zi=Kzin/(1+R2/R1)+R3→∞uoR3uiR1R2∞-++N1第二章信号放大电路（三）交流放大器1、交流反相放大电路Kf=–R2/R1R3=R2C1：隔直电容C3：旁路电容，防止振荡C3R3>C1R1uoR3uiR1R

3、2∞-++N1C1C3交流放大器2、同相交流放大电路C1：隔直电容R3：C1的放电回路R3必须有zi=R3使同相放大器失去高输入阻抗的特点uoR3uiR1R2∞-++N1C1交流放大器3、交流电压跟随电路同相放大电路的特例为减小失调电流，R3=R2uoR3uiR2∞-++N1C1第二章信号放大电路（四）差动放大器什么是差动放大器？差动放大器是把二个输入信号分别输入到运算放大器的同相和反相二个输入端，然后在输出端取出二个信号的差模成分，而尽量抑制二个信号的共模成分。差动放大器基本电路共模与差模输入R3uoR4ui2R1∞-++N1R2ui1R3uoR4ud/2R1∞-+

4、+N1R2ud/2uic差动放大器0R3R4ui2R1uoR2ui1等效电路ud=ui1﹣ui2,uic=(ui1+ui2)/2由等效电路可得uo=R4(1+R3/R1)/(R4+R2)ui2﹣(R3/R1)ui1若R1=R2，R3=R4，则uo=﹣(R3/R1)ud即只对差模信号进行放大假设放大器只有共模信号作用时uoc=R4(1+R3/R1)/(R4+R2)uic﹣(R3/R1)uic当R1=R2，R3+R4时，uoc=0即输出信号中无共模信号成分第二章信号放大电路四、高共模抑制比放大电路什么是高共模抑制比放大电路？用来抑制传感器输出共模电压（包括干扰电压）的放大

5、电路称为高共模抑制比放大电路。应用于何种场合？应用于要求共模抑制比大于100dB的场合，例如人体心电测量。‘分贝’是两个物理量之间的比较值，是两个量之间指数级别的比较。20(dB)=10*lg(100mw/1mw)它的上级单位叫贝尔，贝尔是两个值之间的（以10为底数）对数差。如果用贝尔表示则是2B=lg(100mw/1mw)高共模抑制比放大电路（一）双运放高共模抑制比放大电路1、反相串联结构型uo=(R2/R1)(R6/R4)ui1-(R6/R5)ui2当R2/R1=R4/R5，ui1=ui2时，uo=0通常取R1=R5，R2=R4ui2ui1R1R2R4R6R5R3

6、=R1∥R2R7=R4∥R5∥R6uo∞-++N1∞-++N2高共模抑制比放大电路2、同相串联结构型uo1=(1+R2/R1)ui1(uo1–ui2)/R3=(ui2–uo)/R4uo=(1+R4/R3)ui2-(1+R2/R1)(R4/R3)ui1为了获得零共模增益，可取R1/R2=R4/R3uoui2ui1R4R3uo1R2R1∞+-+N2∞+-+N1高共模抑制比放大电路（二）三运放高共模抑制比放大电路InstrumentationAmplifierIR=(uo2–ui2)/R2=(ui1–uo1)/R1=(ui2–ui1)/Rpuo1=ui1(1+R1/Rp)–

7、ui2R1/Rp，uo2=ui2(1+R2/Rp)–ui1R2/Rpuo=(uo2–uo1)R5/R3ui1ui2uo1uo2R1RPR2R7RP1R8R3R4R6uoR5∞+-+N1IR∞-++N2∞-++N3高共模抑制比放大电路（三）有源屏蔽驱动电路差动放大器uoabuicui1ui2RS1RS2C1C2∞+-+N1ui2R1RPR2R0R0ui1ucuoR4R3R3R4∞-++N2∞-++N3高共模抑制比放大电路什么是有源屏蔽驱动电路？将差动式传感器的两个输出经两个运算放大器构成的同相比例差动放大后，使其输入端的共模电压1∶1地输出，并通过输出