11信號放大電路

1、第11章 信號放大電路 11.1 電橋放大器 傳感器輸出信號要求放大電路具有如下特點： 足夠大的放大倍數(shù)和響應速度； 輸入阻抗高，輸出阻抗低； 高共模抑制能力； 低溫漂、低噪聲、低失調(diào)電壓和電流。 2 11.1.1 通用電橋放大器 該電路不但簡單，而且輸出電壓線性較好，靈 敏度高，但測量精度不高。 3 11.1.2 傳感器反饋式電橋放大器 把傳感器構成的可變電阻做放大器的負反饋元件。 該電路結構簡單，輸出電壓線性好，但靈敏度低， 即電路的放大倍數(shù)小，通常需要進行二次放大。 4 11.1.3 電橋反饋式放大器 把整個傳感器電橋當作放大器的負反饋器件。 由i2=i1=0： i1=0且ua=0： i

2、2=0： 5 11.1.3 電橋反饋式放大器 電壓放大倍數(shù)與橋臂電阻無關，對橋臂電阻要 求不高，便于電路調(diào)試。 輸出電壓與相對應變量之間呈非線性關系，但 靈敏度較高。 運放采用單端輸出方式，對共模電壓無抑制能 力。 需要不接地的供橋電源。 6 11.1.4 供橋電壓穩(wěn)定性提高 反饋式供橋電源 7 11.1.4 供橋電壓穩(wěn)定性提高 8 放大電路實例分析 設某壓力傳感器的輸出為：差動電壓輸出；零 壓力時輸出電壓：33mV；滿量程輸出電壓： 58mV。欲利用該壓力傳感器實現(xiàn)壓力的實時 測量，采用的數(shù)據(jù)采集卡輸入范圍為0.54.5V。 p滿量程輸出電壓：58mV4V（留0.5V的余量） p零壓力輸出：

3、33mV0.5V； p差動電壓轉換為對地電壓； p高共模抑制比（CMRR）； p高輸入阻抗； p低輸出阻抗。 9 10 信號調(diào)理電路線性化 對于傳感器，如果輸入輸出特性曲線的非線性不太大，可 以用切線或割線等直線近似地代表實際曲線的一段，比如 采用擬合直線。這種方式的基礎在于，傳感器在該段輸入 范圍內(nèi)的特性曲線可近似視為線性而不會引起顯著誤差。 傳感器線性化的目的就在于通過在信號調(diào)理電路中加入非 線性環(huán)節(jié)，使傳感器的這段線性范圍最大化。 按所使用的元件，傳感器的線性化可分為無源線性化方法 和有源線性化方法。又根據(jù)線性化所處的階段不同，在數(shù) 字化以前進行的線性化，稱為模擬線性化；在數(shù)字化以后 進行的線性化，稱為數(shù)字線性化。 無源線性化電路 鄧莫爾式濕敏傳感器非線性校正 12 無源線性化電路 鄧莫爾式濕敏傳感器非線性校正 為使A、B、C三點成線性關系，應有： 13 無源線性化電路 鄧莫爾式濕敏傳感器非線性校正 對輸出電壓線性化 14 有源線性化電路 一種簡單的有源線性化電路是利用非線性反饋， 使反饋支路的非線性和原有敏感器件變換特性 的非線性互相抵消，從而得到線性化。 硅光電池