chapter2 信号放大电路 第2次课 2学时.pptx

精密测控电路与驱动技术王雷三极管放大电路参数计算Matlab程序beta=300;RC=2000; RL=100000; rbb=300; VCC=12; Rb1=6000; Rb2=6000;RE=1800; IEQ=(Rb2/(Rb1+Rb2)*VCC-0.6)/RE;Au=-beta*(RC*RL/(RC+RL))/(rbb+(1+beta)*0.026/IEQ)Ri=...Ro=RC知识回顾基于晶体管的信号放大电路设计基于晶体管的开关电路设计基于通用运放的信号放大电路设计思考题1：交流/电容隔直形式的跟随器，能否正常工作？思考题2：运放输出端要不要接对地电阻？第二章 信号放大电路第一节 信号放大基本概念第二节 基本放大电路第三节 基本运算放大电路第四节 新型特种放大器/电路第五节 电桥及其放大电路第六节 隔离放大器/电路第四节 新型特种放大器/电路1. 超精密（高输入阻抗、高共模抑制比、低失调与低漂移）（1）超精密运放OP177、OP1177/OP2177/OP4177；OPA177、OPA277/OPA2277/OPA4277 全世界精度最高单运放，偏置电压、电流分别达到uV、nA级，与仪表放大器相比毫不逊色！（2）仪表放大器/电路图2-9 仪表放大器结构调节R0可以调节增益。关键阻抗参数经激光刀调整使之精确匹配。大幅提高共模抑制比。2. 高输入阻抗（1）高输入阻抗运放电容式、压电式传感器输出阻抗高达108?。MOSFET、FET、CMOS作为输入级，输入阻抗达106M?。绘制PCB时，漏电流流入高输入阻抗会形成干扰，将运放的高阻抗输入端周围用导体围住，构成屏蔽，并将屏蔽层接到低阻抗处（等电位屏蔽），参见教材图2-24。较好（2）自举式高输入阻抗放大电路 利用反馈提高电位、补充电流，来减小向输入回路索取电流，从而提高输入阻抗的电路成为自举电路。注意：不是所有情况下都要求放大电路具有高输入阻抗，应与传感器输出阻抗相匹配，使放大电路输出具有高信噪比。R2=R1图2-11 自举式高输入阻抗放大电路举例（3）电荷放大电路（了解）常用于压电式与电容式传感器，又称电荷-电压变换电路。图2-12 电荷放大电路高精度微弱电容检测技术是一个重要研究课题。3. 自动调零（1）自动调零放大器/电路（2）轮换自动校零放大器（CAZ运放）了解（3）斩波稳零放大器3. 自动调零时钟驱动模拟开关，时序分误差检测和寄存阶段（Sa1、Sa2闭合）、校零和放大阶段（Sb1、Sb2闭合），失调电压缩小K2倍，共模抑制比提高K2倍。钳位防止强干扰而使输入阻塞，内部调制补偿使放大器具有宽频响。图2-13 斩波稳零放大器4. 自动调整增益（1）手动增益调整方法（2）自动增益调整放大电路 改变场效应管的漏源电阻。（3）可编程增益放大器 模拟开关、单运放/多运放组成小规模模数混合集成电路。（4）AGC放大器 增益闭环反馈控制。举例：激光管功率稳定。理解思路了解第五节 电桥及其放大电路1. 什么是电桥？ 常用于电参量式传感器，如电感式、电阻应变式、电容式传感器。 举例：电阻应变片 输出特性曲线为S型，小范围取微分可近似为线性。2. 电桥放大电路--++图2-14 电桥放大电路差分电桥（不理想）和线性电桥c) 差动输入d) 线性放大图2-15 电桥放大电路3. 应用举例在精密与超精密测控领域有重要应用，还有其它形式如半桥自学了解图2-16 半桥式电荷放大器（微弱电容检测）举例1：超精密铂电阻测温举例2：张钟华院士量子化霍尔电阻基准：低温电流比较仪电桥第六节 隔离放大电路1. 信号隔离基本概念（1）信号传输需共地，带来问题：a）共地干扰，b）安全问题思考题：共地干扰产生的根源（基本原理）？（2）问题：在不共地情况下，如何实现电信号的传输？a）电磁耦合（变压器），b）光电耦合（光耦）信号传输需共地2500V2.5V5000V5V2. 隔离放大电路原理（模拟/线性）图2-17 隔离放大器原理框图变压器隔离传输直流信号需进行载波调制，线性度好； 缺点是体积较大、工艺复杂，带宽较低（1kHz）。光电隔离结构简单，体积小，成本低，带宽较高； 缺点是（发光二极管与光敏晶体管）非线性较大。已有集成芯片产品，如美国AD公司AD277和国产284J、289（变压器隔离），美国AD公司AD215和 BB公司ISO164、ISO174、ISO254（光电隔离）。光耦非线性特性的补偿图2-18 互补式光耦隔离放大电路3. 数字电路中的光耦隔离图2-19 数字电路光耦隔离模拟电路隔离的难点在于保证输入、输出信号的线性度（不失真）数字信号隔离的难点在于保证逻辑电平上升沿的陡峭数字隔离器件种类较多，如AD公司iCoupler专利技术（变压器耦合），最高速度25Mbps（ADuM1