模拟电子技术第8章 信号检测与处理电路.pptx

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1、信号检测与处理电路第8章8.2有源滤波电路8.3电压比较器8.1信号检测系统中的放大电路8.1信号检测系统中的放大电路8.1.1精密仪用放大器8.1.2电荷放大器8.1.3采样保持电路8.1.4精密整流电路8.1.1精密仪用放大器1．精密仪用放大器的特点2．精密仪用差分放大器电路1．精密仪用放大器的特点在实际信号检测系统中，通常前端都用传感器获取信号，即把被测物理量通过传感器转换为电信号，然后进行放大。但是，根据传感器的基本原理，作为信号源的传感器，多数的等效电阻均不是常量，它们随所测物理量和环境的变化而变。这样，对于放大电路而

2、言，相当于信号源内阻是变量，根据前述源电压放大倍数的表达式可以看出：放大器的放大能力将随或被测物理量和环境的变化而变化。为保证放大器对不同测试物理量具有稳定的放大倍数，或者说为了降低对放大倍数的影响，就必须使得放大器的输入电阻，越大，因信号源内阻变化而引起的放大误差就愈小。此外，从传感器所获得的信号常为差模小信号，并含有较大共模部分，其数值有时远大于差模信号。因此，要求放大器应具有较强的抑制共模信号的能力。综上所述，精密仪用放大器除具备足够大的放大倍数外，还应具有高输人电阻和高共模抑制比。2．精密仪用差分放大器电路（1）电路组成

3、和工作原理（2）应用举例（3）集成仪用放大器（1）电路组成和工作原理精密仪用放大器的电路多种多样，最常用的为由三个集成运放组成的差分测量放大电路，其它种类电路大多由该类电路演变而来。差分测量放大器电路如图8-1所示，由两个高阻型集成运放A1、A2和低失调集成运放A3组成。由于A1、A2各自组成同相输入的电压串联负反馈电路，故具有较高输入阻抗。A3组成后级差分放大电路。图8-1所示电路中，由于A1、A2组成了对称的差分式放大电路，因此，可把的中点看成零电位，相当于虚地。这样A1、A2各自构成了同相比例放大电路。故其输出为：图8-1

4、差分测量电路第二级A3组成为差分放大电路，因而有：（8-1）可见，图8-1所示电路放大了差模信号，抑制了共模信号。当输入信号中含有共模噪声时，也将被抑制;差模放大倍数越大，共模抑制比越高时,效果就越好。同时，调节可改变电路和放大倍数。为了减小误差，要求采用精密电阻。由于测量放大电路具有较高精度和良好性能，在微弱信号检测中得到广泛应用。当时,由于,中电流为零,,输出电压。（2）应用举例图8-2所示为一实际测量温度的电路，由电阻温度变换器和组成测量桥路。当电桥平衡时，，相当于共模信号，故输出。这表明测量放大器有较高的共模抑比和较小的

5、温漂。若测量桥臂感受到温度变化后，产生与相应的微小信号变化，相当于差模信号，能进行有效地放大。相反如果取一端对地信号，用一般单管组成的直流放大电路进行放大，则其输出难以反映微小变化量的放大信号，因放大后的将淹没了。图8-2温度测量电路图8-1所述测量放大电路中，A1、A2运放特性难以匹配，电阻值也不可能特别精确，因此放大还有一定的误差。目前采用混合集成工艺，可将高性能集成运放和精密电阻都集成在一个单片电路中，使电阻的阻值和运放特性匹配达到极高精度和相对温度的稳定性。常用集成精密测量放大器型号有：LH0036、LH0037、LH0

6、038C、LF352、AD521、AD522；超高精度有：INAl01、IN104；低功耗型：INl02；精密型：LMl63、LM363。数字可控增益：LH0086。低漂移型：3626、3629等。图8-3所示是型号为INA102的集成仪用放大器，图中各电容均为相位补偿电容。第一级电路由A1和A2组成，与图8-1所示电路中的A1和A2对应，第二级电路的电压放大倍数为1。（3）集成仪用放大器图8-3INA102集成仪用放大器INA102是高精度单片仪表放大器，设计用于低静态功率条件下的信号放大。INA102使用方便，只需简单地选择

7、连接适当的引脚，就可得到增益1（管脚6和7相连）、10（管脚2、6和7相连）、100（管脚3、6和7相连）或1000（管脚4和7，5和6相连）。当要求共模抑制比高于芯片自身共模抑制比时，芯片引脚外部提供调节以满足要求，在输出部分完成平衡滤波。1NA102可用于各种信号源的放大，如应变计量器(重量计的应用)、热电偶、桥路传感器，还可用于远程传感器放大、低电平信号放大、多通道系统、电池供电设备等。INA102的输入电阻可达，共模抑制比为100，输出电阻为，小信号带宽为；当电源电压为时，最大共模输入电压为。8.1.2电荷放大器常见的压

8、电式加速度传感器、压力传感器、CCD等传感器属于电容性传感器，这类传感器的阻抗非常高，呈容性，输出电压很微弱；它们工作时，将产生正比于被测物理量的电荷量，且具有较好的线性度。积分运算电路可以将电荷量转换成电压量，电路如图8-4所示。电容性传感器可等效为因存储电荷