電子技術(shù)基礎(chǔ)(模擬部分)第五版_第6章_康華光

1、6.1 模擬集成電路中的直流偏置技術(shù)模擬集成電路中的直流偏置技術(shù)6.2 差分式放大電路差分式放大電路6.3差分式放大電路的傳輸特性差分式放大電路的傳輸特性6.4 集成電路運算放大器集成電路運算放大器6.5 實際集成運算放大器的主要參數(shù)實際集成運算放大器的主要參數(shù)6.6 變跨導(dǎo)式模擬乘法器變跨導(dǎo)式模擬乘法器6.7 放大電路中的噪聲與干擾放大電路中的噪聲與干擾6.1 集成電路運算放大集成電路運算放大器中的恒流源器中的恒流源 鏡像電流源鏡像電流源 多路電流源多路電流源 電流源作有源負(fù)載電流源作有源負(fù)載 微電流源微電流源 概述概述集成電路集成電路：在半導(dǎo)體制造工藝的基礎(chǔ)上，把整個在半導(dǎo)體制造工藝的基礎(chǔ)

2、上，把整個電路中的元器件制作在一塊硅基片上，構(gòu)成特定功電路中的元器件制作在一塊硅基片上，構(gòu)成特定功能的電子電路。能的電子電路。緒論緒論模擬集成電路，數(shù)字集成電路。模擬集成電路，數(shù)字集成電路。模擬集成電路模擬集成電路：運算放大器、寬頻帶放大器、運算放大器、寬頻帶放大器、功率放大器、模擬乘法器、功率放大器、模擬乘法器、模擬鎖相環(huán)、模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器、模擬鎖相環(huán)、模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器、穩(wěn)壓電壓集成電路等。穩(wěn)壓電壓集成電路等。集成電路的基片集成電路的基片一般是由一塊約一般是由一塊約0.2-0.25mm的的P型硅片制成。型硅片制成。集成電路的特點（同分立器件電路相比）：1.電路結(jié)構(gòu)與元件參數(shù)具有對稱性；同一硅

3、片，相同工藝元件特性相同。2.大電阻不易集成；硅半導(dǎo)體的體電阻阻值范圍不大（幾十歐到幾十K歐）,誤差大（10%到20%)；盡量少用電阻,常用有源器件代替無源器件。3.采用復(fù)合結(jié)構(gòu)的電路采用復(fù)合結(jié)構(gòu)的電路電路中多采用復(fù)合管、共射-共基、共集-共基等組合電路。4.級間采用直接耦合方式（級間耦合：阻容直接）大電容不易集成。PN結(jié)電容幾十皮法以下。5.電路中常使用二極管電路中常使用二極管二極管多用作溫度補償元件，常用BJT的發(fā)射結(jié)構(gòu)成。 模擬集成電路特點 從制造工藝來看： 采用直接耦合的電路結(jié)構(gòu)（不宜做大電容和電感）； 輸入級（及其它）常用差動電路（利用對稱性做補償）； 大量采用恒流源電路（偏置和有源

4、負(fù)載），做晶體管比做電阻等元件容易。也常常采用組合電路形式。集成電路的優(yōu)點 有體積小、功耗小、功能強、可靠性好的優(yōu)點，故得到發(fā)展。 最早源于航天技術(shù)的啟示和應(yīng)用。6.1 模擬集成電路中的模擬集成電路中的直流偏置技術(shù)直流偏置技術(shù) BJT電流源電流源 FET電流源電流源 電電 流流 源源 概概 述述(1)(1)電流源電路是一個電流負(fù)反饋電路，電流源電路是一個電流負(fù)反饋電路，并利用并利用PN結(jié)的溫度特性，對電流源電路進行溫度補償，結(jié)的溫度特性，對電流源電路進行溫度補償，以減小溫度對電流的影響。以減小溫度對電流的影響。(2)(2)電流源電路用于模擬集成放大器中電流源電路用于模擬集成放大器中以穩(wěn)定靜態(tài)工

5、作點，這對直接耦合放大器是十分重要的。以穩(wěn)定靜態(tài)工作點，這對直接耦合放大器是十分重要的。 (3)(3)用電流源做有源負(fù)載，可獲得增益高、用電流源做有源負(fù)載，可獲得增益高、動態(tài)范圍大的特性。動態(tài)范圍大的特性。(4)(4)用電流源給電容充電，以獲得線性電壓輸出。用電流源給電容充電，以獲得線性電壓輸出。(5)(5)電流源還可單獨制成穩(wěn)流電源使用。電流源還可單獨制成穩(wěn)流電源使用。(6)(6)在模擬集成電路中，常用的電流源電路有：在模擬集成電路中，常用的電流源電路有：鏡象電流源、精密電流源、鏡象電流源、精密電流源、微電流源、多路電流源等。微電流源、多路電流源等。1. 鏡像電流源鏡像電流源恒流特性恒流特性

6、BE1BE2=VVREFI E1E2= IIC1C2= IIRVVBECC= RVCC 無論無論Rc的值如何，的值如何， IC2的電流值將保持不的電流值將保持不變。變。溫度補償特性：溫度補償特性： VBE T IC IB IC IREF IB 1. 鏡像電流源鏡像電流源交流電阻交流電阻TTo=IVR 由于由于T2的集電極電流的集電極電流基本不變。所以交流量基本不變。所以交流量0T I TTo=IVR 一般一般Ro在幾百千歐以上在幾百千歐以上1. 鏡像電流源鏡像電流源精度更高的鏡像電流源精度更高的鏡像電流源 由于增加了由于增加了T3，使，使IC2更加更加接近接近IREF 精密鏡象電流源和普通精密

7、鏡象電流源和普通鏡象電流源相比，其鏡象精鏡象電流源相比，其鏡象精度提高了度提高了 倍。倍。331212IIIIIIBREFBREFCC缺點：缺點： 1. 受電源波動影響大；受電源波動影響大； 2.電流最低至電流最低至mA級。級。2. 微電流源微電流源e2BE2BE1RVV E2C2II e2BERV 由于由于很小，很小，BEV 所以所以IC2也很小也很小 當(dāng)當(dāng)R取取 幾幾k 時，時， IREF 為為mA量級，而量級，而I IC2C2可降至可降至 A A量級的微量級的微電流源。且電流源。且I IC2C2 的穩(wěn)定性也比的穩(wěn)定性也比IREF 的穩(wěn)定性好。的穩(wěn)定性好。優(yōu)點：受電源波動影響小；優(yōu)點：受電

8、源波動影響??； 在圖中，當(dāng)在圖中，當(dāng) 較大時，較大時，IC1IE1，IC0IE0，IC0IREF即即IE0IREF 。當(dāng)。當(dāng)R不是很大時，不是很大時，T0管正常導(dǎo)管正常導(dǎo)通，通，IC0或或IE0較大（毫安級），較大（毫安級），UBE0為正常的導(dǎo)通為正常的導(dǎo)通壓降（約壓降（約0.7V左右）。由于左右）。由于Re1的接入，則的接入，則UBE1 = UBE0IE1Re1UBE0IC1Re1，從而使，從而使UBE1減小，因減小，因此當(dāng)此當(dāng)Re1較大時，較大時，T1管只能處于微導(dǎo)通狀態(tài)，即管只能處于微導(dǎo)通狀態(tài)，即IC1 1 1, ,g gm r rd ds s1 1r rd ds s2 2 1 1/ /

9、g g m則則 r r0 0r rd ds s2 2g gm2 2r rd ds s1 1 一一般般g gm2 2r rd ds s2 2= =5 50 01 10 00 0, ,故故 w wi il ls so on n 電電流流源源動動態(tài)態(tài)內(nèi)內(nèi)阻阻約約為為基基本本電電流流源源的的5 50 01 10 00 0 倍倍。基本的鏡像電流基本的鏡像電流源源常用的鏡像電流常用的鏡像電流源源MOSFET多路電流源多路電流源JFET 電流源VCC=0IC=0VBBIC 0VBBTBJT電流源接法與放大電路接法比較電流源接法與放大電路接法比較6.2 差分式放大電路差分式放大電路 直接耦合放大電路直接耦合放

10、大電路 零點漂移零點漂移 電路組成及工作原理電路組成及工作原理 抑制零點漂移原理抑制零點漂移原理 6.2.0 概述概述 6.2.1 射級耦合差分式放大電路射級耦合差分式放大電路 6.2.2 FET差分式放大電路差分式放大電路 6.2.3 差分式放大電路的傳輸特性差分式放大電路的傳輸特性 差分式放大電路中的一般概念差分式放大電路中的一般概念 主要指標(biāo)計算主要指標(biāo)計算 幾種方式指標(biāo)比較幾種方式指標(biāo)比較6.2.1 差分式放大電路差分式放大電路1. 直接耦合放大電路直接耦合放大電路可以放大直流信號可以放大直流信號2.直接耦合放大電路直接耦合放大電路的零點漂移的零點漂移零漂零漂：主要原因主要原因：溫漂指

11、標(biāo)溫漂指標(biāo)：溫度變化引起，也稱溫度變化引起，也稱溫漂溫漂。輸入短路時，輸輸入短路時，輸出仍有緩慢變化出仍有緩慢變化 的電壓產(chǎn)生。的電壓產(chǎn)生。溫度每升高溫度每升高1度時，輸出漂移電壓按電壓增益度時，輸出漂移電壓按電壓增益折算到輸入端的等效輸入漂移電壓值。折算到輸入端的等效輸入漂移電壓值。電源電壓波動電源電壓波動也是原因之一也是原因之一例如例如 100,=V1A若第一級漂了若第一級漂了100 uV，則輸出漂移則輸出漂移 1 V。 若第二級也漂若第二級也漂了了100 uV，則輸出漂移則輸出漂移 10 mV。假設(shè)假設(shè)F 第一級是關(guān)鍵第一級是關(guān)鍵。 1= 100,=V3V2AA3. 減小零漂的措施減小零

12、漂的措施F 用非線性元件進行溫度補償用非線性元件進行溫度補償F 調(diào)制解調(diào)方式。如調(diào)制解調(diào)方式。如“斬波穩(wěn)零放大器斬波穩(wěn)零放大器”F 采用差分式放大電路采用差分式放大電路漂了漂了 100 uV漂移漂移 10 mV+100 uV漂移漂移 1 V+ 10 mV漂移漂移 1 V+ 10 mV電容耦合：隔離各級的靜態(tài)工作點。直接耦合：各級的靜態(tài)工作點相互影響。一一 電路的耦合方式電路的耦合方式基礎(chǔ)概念基礎(chǔ)概念1.定義：輸入為零時，輸出還有緩慢變化的電壓產(chǎn)生， 即輸出電壓偏離原來起始點而上下波動。2.原因：溫度變化，電源電壓波動等內(nèi)部原因。3.影響：靜態(tài)工作點，與被放大信號混淆，被后級傳 播惡化。4.等效

13、表示：vi=vo/ /AV 折合到輸入端，便于輸入信號比較。二、零點漂移零點漂移 圖圖1.b三三. 零漂的克服零漂的克服由穩(wěn)定靜態(tài)工作點電路，考慮到直接耦合的情況得到圖1（a）。 圖圖1.a如果存在一個產(chǎn)生零點漂移的信號源，從輸出信號中扣除掉，就可以克服零點漂移,圖1（b）。 。 圖圖1.c差分式放大電路差分式放大電路四四. 定性分析定性分析1.當(dāng)vi 1=vi 2時，輸出vo=vo1-vo2=0;2.當(dāng)vi 1=-vi 2時，輸出vo=vo1-vo2=2vo1;i2i1id=vvv 差模信號差模信號)(21=i2i1icvvv 共模信號共模信號idoVD=vvA 差模電壓增益差模電壓增益ic

14、oVC=vvA 共模電壓增益共模電壓增益總輸出電壓總輸出電壓icVCidVDooo=vAvAvvv 差動特性差動特性3. vi 1vi 2, vo=??？紤]到要減輕射極電阻對放大倍數(shù)的影響當(dāng)vi 1=-vi 2時，ie1=-ie2 讓兩管共用一個射極電阻，可以保證兩管射極交流接地; 圖圖1.d 差分放大器差分放大器差分式放大電路的改進差分式放大電路的改進理想電流源具有：電流恒定；交流等效電阻無窮大的特點。恒流源的作用：1.提供放大電路的偏置電流； 2.替代交流大電阻；（提高共模抑制比）帶恒流源的差分放大器帶恒流源的差分放大器6.2.1 基本差分式放大電路基本差分式放大電路1. 差分式放大電路的

15、組態(tài)差分式放大電路的組態(tài) 雙入、雙出雙入、雙出 雙入、單出雙入、單出 單入、雙出單入、雙出 單入、單出單入、單出基于不同的應(yīng)用場合，有基于不同的應(yīng)用場合，有雙雙、單端輸入和單端輸入和雙雙、單端輸出的情況單端輸出的情況。所謂所謂“單端單端”指一端接地。指一端接地?！皢味藛味恕钡那闆r，還具有共模抑制能力嗎？的情況，還具有共模抑制能力嗎？如何進一步改進呢？如何進一步改進呢？動態(tài)動態(tài)輸入差模信號；輸入共模信號；輸入差模信號；輸入共模信號；2. 各組態(tài)電路的性能參數(shù)各組態(tài)電路的性能參數(shù)靜態(tài)靜態(tài) 動態(tài)性能指標(biāo)：動態(tài)性能指標(biāo)：共模抑制比共模抑制比差模電壓增益差模電壓增益共模電壓增益共模電壓增益差模輸入電阻差

16、模輸入電阻共模輸入電阻共模輸入電阻差模輸出電阻差模輸出電阻共模輸出電阻共模輸出電阻共模抑制比共模抑制比反映抑制零漂能力的指標(biāo)反映抑制零漂能力的指標(biāo)4. 差分式放大電路中的一般概念差分式放大電路中的一般概念根據(jù)根據(jù)1、2兩式又有兩式又有差分式放大電路輸入輸出結(jié)構(gòu)示意圖差分式放大電路輸入輸出結(jié)構(gòu)示意圖+-vi1+-vi2+-vo1差放差放vo2+-+-vid+-voi2i1id=vvv 差模信號差模信號)(21=i2i1icvvv 共模信號共模信號idoVD=vvA 差模電壓增益差模電壓增益icoVC=vvA 共模電壓增益共模電壓增益2=idici1vvv 2=idici2vvv 總輸出電壓總輸出

17、電壓icVCidVDooo=vAvAvvv 差模等效輸入方式差模等效輸入方式差放差放+-vid差放差放+-vid(a)(b)共模等效輸入方式共模等效輸入方式差放差放+-vic差模信號輸出差模信號輸出共模信號輸出共模信號輸出VCVDCMR=AAKvi1vi2線性放大電路vo電路完全對稱的理想情況：)(21iiVDovvAv差模電壓增益差模信號idv放大兩個輸入信號之差共模信號)(2121iiicvvv 差分放大電路僅對差模信號具有放大能力，對共模信號不予放大。差分放大電路僅對差模信號具有放大能力，對共模信號不予放大。差模信號：是指在兩個輸入端加幅度相等，極性相反的信號。共模信號 ：是指在兩個輸入

18、端加幅度相等，極性相同的信號。6.2.2 射級耦合差分式放大電路射級耦合差分式放大電路1. 電路組成及工作原理電路組成及工作原理靜態(tài)靜態(tài)0CC2C121=IIII CE2CE1=VV CCV)7 . 0(CCCC RIV CCRIEV CB1B1III 動態(tài)動態(tài)僅輸入差模信號，僅輸入差模信號， i2i1vv和和大小相等，相位相反。大小相等，相位相反。 c2c1vv和和大小相等，大小相等， 0c2c1o vvv信號被放大。信號被放大。相位相反。相位相反。1. 電路組成及工作原理電路組成及工作原理2. 抑制零點漂移抑制零點漂移 溫 度 變 化 和溫 度 變 化 和電源電壓波動，電源電壓波動，都將使

19、集電極電都將使集電極電流產(chǎn)生變化。且流產(chǎn)生變化。且變化趨勢是相同變化趨勢是相同的，的，差分式放大電路對共模信號有很強抑制作用。差分式放大電路對共模信號有很強抑制作用。其效果相當(dāng)于在兩個輸入端加入了共模信號其效果相當(dāng)于在兩個輸入端加入了共模信號。抑制零點漂移的原理抑制零點漂移的原理零點漂移零點漂移 當(dāng)放大電路的輸入端短路時，輸出端還有電壓輸出。 在差分電路中，溫度的變化，電源電壓的波動都會引起兩管集電極電流、集電極電壓的變化，其效果相當(dāng)與在兩個輸入端加入了共模信號，由于電路對稱，在理想的情況下，輸出電壓不變，從而抑制了零點漂移。3. 主要指標(biāo)計算主要指標(biāo)計算（1）差模電壓增益）差模電壓增益 id

20、oVD=vvAi2i1o2o1vvvv 接入負(fù)載時接入負(fù)載時（雙入、雙出交流通路雙入、雙出交流通路） 雙入、單出雙入、單出i1o122vv becrR beLcVD)21/(=rRRA 以雙倍的元器件換以雙倍的元器件換取抑制零漂的能力取抑制零漂的能力 雙入、雙出雙入、雙出 ido1VD1=vvAi1o12vvVD21A bec2rR 接入負(fù)載時接入負(fù)載時beLcVD2)/(=rRRA 射極耦合差分放大電路的交流通路射極耦合差分放大電路的交流通路差模信號半邊小信號等效電路差模信號半邊小信號等效電路3. 主要指標(biāo)計算主要指標(biāo)計算（1）差模電壓增益）差模電壓增益 單端輸入單端輸入eorr 等效于雙端

21、輸入等效于雙端輸入 指標(biāo)計算指標(biāo)計算與雙端輸入相與雙端輸入相同入同入（2）共模電壓增益）共模電壓增益 雙端輸出雙端輸出 共模信號的輸入使兩管共模信號的輸入使兩管集電極電壓有相同的變化。集電極電壓有相同的變化。所以所以0oc2oc1oc vvv0icocVC vvA共模增益共模增益 單端輸出單端輸出icoc1VC1vvA 抑制零漂能力增強抑制零漂能力增強icoc2vv obec2)1(rrR oc2rR or VC1A射極耦合差分放大電路在共模時的交流通路射極耦合差分放大電路在共模時的交流通路共模信號半邊小信號等效電路共模信號半邊小信號等效電路（3）共模抑制比）共模抑制比VCVDCMRAAK d

22、B lg20VCVDCMRAAK 雙端輸出，理想情況雙端輸出，理想情況 CMRK 單端輸出單端輸出 CMRKVC1VD1AAbeorr 越越大大， CMRK抑制零漂能力抑制零漂能力 越強越強單端輸出時的總輸出電壓單端輸出時的總輸出電壓)1(idCMRicidVD1o1vKvvAv （4）頻率響應(yīng)）頻率響應(yīng)高頻響應(yīng)與共射電路相同，低頻可放大直流信號。高頻響應(yīng)與共射電路相同，低頻可放大直流信號。VDA4. 幾種方式指標(biāo)比較幾種方式指標(biāo)比較VCACMRKbeLc)21/(rRR beLc2)/(rRR beLc)21/(rRR beLc2)/(rRR 0oLc2/rRR 0oLc2/rRR beor

23、r beorr 輸出方式輸出方式雙出雙出單出單出雙出雙出單出單出雙入雙入單入單入idRicRoR4. 幾種方式指標(biāo)比較幾種方式指標(biāo)比較輸出方式輸出方式雙出雙出單出單出雙出雙出單出單出be2rbe2r2)1(21oberr 2)1(21oberr c2RcRc2RcR重要結(jié)論重要結(jié)論在各種組態(tài)差分放大器分析比較和改進的基礎(chǔ)上，可以知道：要盡可能的提高差分放大器的共模抑制比，兩個關(guān)鍵因素是： 電路對稱性； 共射極電阻。 電流源作有源負(fù)載電流源作有源負(fù)載 ioV=VVA共射電路的電壓增益為：共射電路的電壓增益為：beLc)/(rRR 對于此電路對于此電路Rc就是鏡就是鏡像電流源的交流電阻，像電流源的

24、交流電阻，因此增益為因此增益為beLV=rRA 比用電阻比用電阻Rc作負(fù)載時提高了。作負(fù)載時提高了。放大管放大管鏡像電流源鏡像電流源鏡像電流源鏡像電流源鏡像電流源鏡像電流源ECui3.2 .1 有源負(fù)載共射放大電路的分析有源負(fù)載共射放大電路的分析、 1 1 電電路路結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)： T T1 1為為共共發(fā)發(fā)射射極極放放大大器器 T T2 2，T T3 3為為 P PNNP P 型型基基本本鏡鏡象象電電流流源源電電路路 作作為為 T T1 1的的集集電電極極負(fù)負(fù)載載，代代替替 R RC C的的作作用用。 可可以以看看出出 T T2 2的的輸輸出出特特性性曲曲線線就就是是 T T1 1的的負(fù)負(fù)載載線線。

25、 放放大大器器應(yīng)應(yīng)工工作作在在負(fù)負(fù)載載線線上上，( (1 1) ) 當(dāng)當(dāng)ui=0 時時，T1截截至至，iC1=0 , 而而T T2 2飽飽合合 uO=uCE1=Ec-|UCE2(sat)| ( (2 2) ) 當(dāng)當(dāng)uiiB1uBE1 uCE1 T1和和T2工工作作在在放放大大區(qū)區(qū)。 ic1=- ic2ic2UCE2(sat)uCE2uCE1UCE2(sat)uOui 2 2 空空載載大大信信號號特特性性：+uo-EC+uCE2-ic1ECuiRu1gmu2gmrce1rbe1 +u1- -rbb1rbb2rbe2 +u2- -rce2rbe3+uo_+ui_+u1- -rbe1 u1gmrce

26、1rbb1rce2ECui+uo-EC+uCE2-ic1有源負(fù)載共射放大電路的分析有源負(fù)載共射放大電路的分析 3 3 小小信信號號等等效效電電路路 Ri= rbb1+r1 , Ro=rce1/ rce2 Av=-(rce1/rce2)/hie 有有 載載 時時：Av=-(rce1/ RL)/ hie RL=rce2 / RL+ui_+uo_RiRorbe3Rrbb2+u2- -rbe2 u2gmrce2（ 3 3） 電電 流流 源源 偏偏 置置 的的 差差 動動 放放 大大 器器 在在差差分分放放大大電電路路中中發(fā)發(fā)射射極極電電阻阻 Ree具具有有重重要要的的作作用用： 提提高高電電路路的的溫

27、溫度度穩(wěn)穩(wěn)定定性性； 減減少少零零點點漂漂移移； 一一般般 Ree越越大大電電路路性性能能越越好好 克克服服兩兩管管的的不不對對稱稱性性； 提提高高電電路路的的共共模模抑抑制制比比。但但隨隨著著 Ree加加大大，I IC C減減少少，放放大大倍倍數(shù)數(shù)下下降降，因因此此大大多多采采用用恒恒流流源源作作為為差差分分放放大大的的發(fā)發(fā)射射極極的的偏偏置置電電路路。-Eeui1ui2ECIee差放的偏置，輸入和輸出信號及連接方式差放的偏置，輸入和輸出信號及連接方式 EC-Eeui1ui1ui1ECui2uo1uo2Ee電流源偏置的差動放大器電流源偏置的差動放大器i： 電電路路結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)： T3和和 T4：

28、偏偏置置電電流流源源 （1）R3R4 鏡鏡像像電電流流源源 （2）R3nR4 比比例例電電流流源源 (3) R40，R30 微微電電流流源源IC 3= Iee= 2 IE2 IC 因因為為 R343CIRRI 而而 44BEeeRRRUEI （可可以以看看出出工工作作點點電電流流 Iee ， 由由電電流流源源電電路路確確定定） IC 3IEICIEICIeeIRuBE4ui1ECui2uo1uo2Ee電流源偏置的差動放大器電流源偏置的差動放大器i： 電電 路路 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) ： R343CCQIRR21I21I 3ce33be4e43303emr )Rr)rR/(RR1(rR （相相當(dāng)當(dāng)于于 R

29、ee ，這這個個電電阻阻很很大大） 為為使使分分析析的的方方便便，今今后后把把電電阻阻偏偏置置和和電電流流源源偏偏置置的的電電路路統(tǒng)統(tǒng)一一為為左左圖圖所所示示電電路路Rem=ro3Rem=ro3ui1ui2ECEeuo1uo2Iee6.2.3 源極耦合差分式放大電路源極耦合差分式放大電路1. 電路組成電路組成 常用的有源負(fù)載常用的有源負(fù)載 MOSMOS 源耦差動放大器有三種形式源耦差動放大器有三種形式, ,如下圖如下圖所示。所示。其中圖其中圖( (a a) )所示為所示為 E/EE/E 型型;(;(b b) )所示為所示為 E/DE/D 型型;(;(c c) )所示為所示為 CMOSCMOS

30、型。型。1iv1iv1iv2iv2iv2ivovovov偏偏壓壓偏偏壓壓偏偏壓壓i1i2i4io2.電路圖分析電路圖分析T2+vDD-vssvi1vi2vGS3vGS4voD1voD2vGS1vGS2T3T1T4iD3iD4iD1iD2IREFTREFT5T6T7ID5ID6I0vGS7vGS6vGS5vGSR(1)電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu)雙入雙出差分式放大電路雙入雙出差分式放大電路耗盡型耗盡型NMOSFET對管對管T1、 T2有源負(fù)載有源負(fù)載增強型增強型NMOSFET對管對管T3T4偏置電路偏置電路TREF、T5、T6 T7組成。組成。（2）工作原理）工作原理電路的基準(zhǔn)電流電路的基準(zhǔn)電流IREF I

31、D5 ID6 I0靜態(tài)分析靜態(tài)分析 ID1 ID2 I0/2 輸出電壓輸出電壓 vo voD1- voD2 0動態(tài)分析動態(tài)分析 vo voD1- voD2 差模電壓增益差模電壓增益 AVD vo / vid -2 gm (rds1/ rds3). 6.3 差分式放大電路的傳輸特性差分式放大電路的傳輸特性(BJT)6.4 集成電路運算放大器集成電路運算放大器 6.4.1 CMOS MC15473 CMOS MC15473集成電路運算放大器集成電路運算放大器 6.4.2 BJT LM741 BJT LM741集成電路運算放大器集成電路運算放大器 1.輸入級輸入級 使用高性能的差分放大電路，它必須對

32、共模信號有很強的抑制力，而且采用雙端輸入雙端輸出的形式。 4.偏置電路偏置電路 提供穩(wěn)定的幾乎不隨溫度而變化的偏置電流，以穩(wěn)定工作點。 3.輸出級輸出級 由PNP和NPN兩種極性的三極管或復(fù)合管組成，以獲得正負(fù)兩個極性的輸出電壓或電流。具體電路參閱功率放大器。 2.電壓放大級電壓放大級 要提供高的電壓增益，以保證運放的運算精度。中間級的電路形式多為差分電路和帶有源負(fù)載的高增益放大器。 (a) 國家標(biāo)準(zhǔn)符號 (b)原符號 v+（vP）同相輸入端(noninverting input terminal) v-（vN）反相輸入端(inverting input terminal) vo輸出端 另外：

33、正、負(fù)電源端，補償端和調(diào)零端等運運算算放放大大器器外外形形圖圖 一、 通用型 二、 高速型和寬帶型 三、 高精度(低漂移型） 四、 高輸入阻抗型 五、 低功耗型 六、 功率型 分 類通用型通用型專用型專用型性能指標(biāo)比較適中性能指標(biāo)比較適中某些技術(shù)指標(biāo)某些技術(shù)指標(biāo)比較突出比較突出輸入失調(diào)電壓：12 mV輸入失調(diào)電流：20 nA差模輸入電阻：2 M開環(huán)增益：100 dB共模抑制比：90 dB輸出電阻：75 共模輸入電壓范圍：13 V轉(zhuǎn)換速率：0.5 V/s一、通 用 型技術(shù)指標(biāo)比較適中，價格低廉。典型：CF741 (A741)例如： CF2520/2525 AD9620 AD9618 OP37 C

34、F357 sV/201=RSMHz20=BWGSRV/2200=SZHMH600fSRV/0018=SZMH8000BWGSRV/17=SSRV/05=SZMH63BWGZMH20BWG二、高速型和寬帶型用于寬頻帶放大器，高速A/D、D/A，高速數(shù)據(jù)采集測試系統(tǒng)等。 用于精密儀表放大器，精密測試系統(tǒng)，精密傳感器信號變送器等。 例如： OP177 CF714 CpA/5 . 1ddCV/03. 0ddnA3 . 0V4IOIOIOIOTITVIVCpA/128ddCV/5 . 03 . 0ddnA8 . 04 . 0V6030IOIOIOIOTITVIV三、高精度(低漂移型） 用于測量設(shè)備及采樣

35、保持電路中。 例如： AD549 CF155/255/355 13idBI10Ap040. 0RI12idBI10Ap30RI四、高輸入阻抗型 用于空間技術(shù)和生物科學(xué)研究中，工作于較低電壓下，工作電流微弱。 例如： OP22 正常工作靜態(tài)功耗可低至36 W。 OP290 在0.8 V電壓下工作，功耗為24 W 。 CF7612 在5 V電壓下工作，功耗為50 W 。五、低功耗型 這種運放的輸出功率可達(dá)1W以上，輸出電流可達(dá)幾個安培以上。 例如： LM12 TP1465 A10oIA75. 0oI六、 功 率 型 6.4.1 CMOS MC15473 CMOS MC15473集成電路運算放大器集

36、成電路運算放大器放大電路放大電路比較電路比較電路6.4.2 通用型集成電路運算放大器通用型集成電路運算放大器簡化電路簡化電路EC-EC典型集成運放電路典型集成運放電路7411 輸輸入入級級：由由81TT 構(gòu)構(gòu)成成共共集集-共共基基串串接接差差動動輸輸入入級級。 其其中中，21,TT為為共共集集組組態(tài)態(tài)，43,TT為為共共基基組組態(tài)態(tài)，共共同同組組成成一一對對共共集集-共共基基組組 態(tài)態(tài)差差放放，75 TT構(gòu)構(gòu)成成系系數(shù)數(shù)為為 1 的的比比例例電電流流源源，為為組組合合差差放放管管的的有有源源負(fù)負(fù)載載，8T 為為偏偏置置電電流流源源，該該輸輸入入級級特特點點： EC-EC典型集成運放電路典型集成

37、運放電路741 利利用用NPN管管1T和和2T大大和和橫橫向向PNP管管43,TTe 結(jié)結(jié)擊擊穿穿電電壓壓高高的的 優(yōu)優(yōu)點點，有有好好的的頻頻率率特特性性，并并完完成成電電平平移移位位功功能能，輸輸入入級級電電流流增增益益高高， 差差模模輸輸入入電電壓壓范范圍圍大大。 EC-EC典型集成運放電路典型集成運放電路7411CIIC8IC2IC3 具具 有有 共共 模模 負(fù)負(fù) 反反 饋饋 作作 用用 ， 提提 高高 了了 共共 模模 抑抑 制制 比比 ， 如如 設(shè)設(shè) ： 共共 模模 信信 號號 輸輸 入入 )(219821CCCCCCIIIIII 輸輸出出共共模模電電流流受受到到抑抑制制 4C3C9

38、C10C4B3BIIIIII)()( IB3+IB4IC109CIIC4EC-EC典型集成運放電路典型集成運放電路7416CI 16BI 3CI mI4CI 5CI 采采用用765,TTT有有源源負(fù)負(fù)載載，可可實實現(xiàn)現(xiàn)雙雙端端單單端端輸輸出出的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換， 設(shè)設(shè)差差模模輸輸入入信信號號4164334|CBCCCCIIIIII6CI =434542CCCCCIIIII 單單端端輸輸出出電電流流是是單單管管的的 2 倍倍，得得到到和和雙雙端端輸輸出出相相同同的的效效果果， EC-EC典型集成運放電路典型集成運放電路7412中中間間級級：16T為為射射級級輸輸 出出緩緩沖沖級級，17T構(gòu)構(gòu)成成以以A

39、T13 為為有有源源負(fù)負(fù)載載的的共共射射放放大大器器。 CBCAT13等效電路等效電路T13ABECBCAT13EC-EC典型集成運放電路典型集成運放電路7413輸出級：輸出級：23T構(gòu)成以構(gòu)成以BT13為有源負(fù)載的射隨器作為輸出級的為有源負(fù)載的射隨器作為輸出級的 推動級，為消除交叉失真，在推動級，為消除交叉失真，在 T23射級電路中接有射級電路中接有81819,RTT， 作為作為2614TT ,的甲乙類偏置電路，的甲乙類偏置電路，2614TT ,為互補推挽射級輸為互補推挽射級輸 出器。出器。 EC-ECEC-ECEC-EC典型集成運放電路典型集成運放電路741 4保保護護電電路路：15T為為

40、14T的的正正向向輸輸出出過過載載保保護護電電路路，15T對對14T有有分分流流作作 用用，242221,TTT為為26T的的負(fù)負(fù)向向輸輸出出過過載載保保護護電電路路對對26T有有分分流流作作用用，23T 的的一一個個發(fā)發(fā)射射級級構(gòu)構(gòu)成成對對16T基基級級的的分分流流，防防止止17T飽飽和和，從從而而保保護護26T管管。 EC-EC典型集成運放電路典型集成運放電路7415偏偏置置電電路路：13512,TRT 為為偏偏置置電電流流源源，產(chǎn)產(chǎn)生生參參考考電電 流流mAIm7 . 0。 101112,TTT 組組成成微微電電流流源源。 9810,TTT 鏡鏡像像電電流流源源為為差差 動動輸輸入入級級

41、提提供供偏偏流流 208CI 另另外外為為了了保保護護741在在負(fù)負(fù)反反饋饋應(yīng)應(yīng)用用 時時的的穩(wěn)穩(wěn)定定性性，在在16T基基極極和和17T集集電電極極之之間間 接接了了內(nèi)內(nèi)補補償償電電容容，由由于于米米勒勒效效應(yīng)應(yīng)，30 pF的的 電電容容起起到到了了一一個個大大電電容容的的補補償償作作用用。引引腳腳 和和引引腳腳外外接接調(diào)調(diào)零零電電位位器器。 ImIc86.5 集成電路運算放大器的主要參數(shù)集成電路運算放大器的主要參數(shù)1. 輸入失調(diào)電壓輸入失調(diào)電壓VIO2. 輸入偏置電流輸入偏置電流IIB3. 輸入失調(diào)電流輸入失調(diào)電流IIO4. 溫度漂移溫度漂移（1）輸入失調(diào)電壓溫漂）輸入失調(diào)電壓溫漂 VIO

42、/ T（2）輸入失調(diào)電流溫漂）輸入失調(diào)電流溫漂 IIO / T輸入直流誤差特性輸入直流誤差特性6.5 集成電路運算放大器的主要參數(shù)集成電路運算放大器的主要參數(shù)差模特性差模特性5. 開環(huán)差模電壓增益開環(huán)差模電壓增益AVO6. 開環(huán)帶寬開環(huán)帶寬BW (fH)7. 單位增益帶寬單位增益帶寬 BWG (fT)8. 差模輸入電阻差模輸入電阻rid和輸出電阻和輸出電阻ro9. 最大差模輸入電壓最大差模輸入電壓Vidmax6.5 集成電路運算放大器的主要參數(shù)集成電路運算放大器的主要參數(shù)12. 轉(zhuǎn)換速率轉(zhuǎn)換速率SR10. 共模抑制比共模抑制比KCMR和共模輸入電阻和共模輸入電阻ric大信號動態(tài)特性大信號動態(tài)特

43、性11. 最大共模輸入電壓最大共模輸入電壓Vicmax共模特性共模特性13. 全功率帶寬全功率帶寬BWP6.5 集成電路運算放大器的主要參數(shù)集成電路運算放大器的主要參數(shù)電源特性電源特性14. 電源電壓抑制比電源電壓抑制比KSVR15. 靜態(tài)功耗靜態(tài)功耗PV6.5.2 集成運放在應(yīng)用中的實際問題集成運放在應(yīng)用中的實際問題 在實際應(yīng)用中，除了要根據(jù)用途和要求正確選擇運放的型號外，還必須注意以下幾個方面的問題。 1.調(diào)零調(diào)零 實際運放的失調(diào)電壓、失調(diào)電流都不為零，因此，當(dāng)輸入信號為零時，輸出信號不為零。有些運放沒有調(diào)零端子，需接上調(diào)零電位器進行調(diào)零，如圖5.13所示。 RRfUoR1R2R3UiR

44、UCC UEE(a)Rp輔助調(diào)零措施 （a）引到反相端 UoR1R2UiRfR4RR UCC UEERpR3(b)輔助調(diào)零措施（b）引到同相端 2. 消除自激消除自激 運放內(nèi)部是一個多級放大電路，而運算放大電路又引入了深度負(fù)反饋，在工作時容易產(chǎn)生自激振蕩。大多數(shù)集成運放在內(nèi)部都設(shè)置了消除自激的補償網(wǎng)絡(luò)，有些運放引出了消振端子，用外接RC消除自激現(xiàn)象。實際使用時可按圖5.14所示，在電源端、反饋支路及輸入端連接電容或阻容支路來消除自激。 0.1F10F UCCRfR10.1F10F UEEUiUo(a)R2消除自激電路（a）在電源端子接上電容消除自激電路（b）在反饋電阻兩端并聯(lián)電容 RfR1Ui

45、UoC(b)R2 3. 保護措施保護措施 集成運放在使用時由于輸入、輸出電壓過大，輸出短路及電源極性接反等原因會造成集成運放損壞，因此需要采取保護措施。為防止輸入差?；蚬材ｋ妷哼^高損壞集成運放的輸入級，可在集成運放的輸入端并接極性相反的兩只二極管，從而使輸入電壓的幅度限制在二極管的正向?qū)妷褐畠?nèi)，如圖5.15(a)所示。 RRUi1Ui2Uo(a)保護措施（a）輸入保護電路保護措施（b）輸出保護電路RfUoR1R2Ui(b)VD1 UCCUoUi1Ui2VD2 UEE(c)保護措施（c）電源反接保護電路 為了防止輸出級被擊穿,可采用圖示保護電路。輸出正常時雙向穩(wěn)壓管未被擊穿，相當(dāng)于開路，對電

46、路沒有影響。當(dāng)輸出電壓大于雙向穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值時，穩(wěn)壓管被擊穿。減小了反饋電阻，負(fù)反饋加深，將輸出電壓限制在雙向穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓范圍內(nèi)。為了防止電源極性接反，在正、負(fù)電源回路順接二極管。若電源極性接反，二極管截止，相當(dāng)于電源斷開，起到了保護作用所示。 乘法器是又一種廣泛使用的模擬集成電乘法器是又一種廣泛使用的模擬集成電路，它可以實現(xiàn)乘、除、開方、乘方、調(diào)幅路，它可以實現(xiàn)乘、除、開方、乘方、調(diào)幅等功能，廣泛應(yīng)用于模擬運算、通信、測控等功能，廣泛應(yīng)用于模擬運算、通信、測控系統(tǒng)、電氣測量和醫(yī)療儀器等許多領(lǐng)域。系統(tǒng)、電氣測量和醫(yī)療儀器等許多領(lǐng)域。6.6變跨導(dǎo)型模擬乘法器6.6.1變跨導(dǎo)型模擬乘法器基本原理

47、模擬乘法器是一種能實現(xiàn)模擬量相乘的集模擬乘法器是一種能實現(xiàn)模擬量相乘的集成電路，設(shè)成電路，設(shè)vO和和vX、vY分別為輸出和兩路輸入分別為輸出和兩路輸入YX O=vKvv 其中其中K為比例因子為比例因子，具有，具有 的量綱。模的量綱。模擬乘法器的電路符號如圖所示。擬乘法器的電路符號如圖所示。1V- 模擬乘法器符號YXYXYXTCYEEBEYTEEmEEETEemXCmXbeCvvRRKvRRvvKvvvRVRvRviVvVigiiVirgvRgvrRv1201120014311012T,T221時當(dāng)構(gòu)成壓控鏡像電流源，TYEECCTXCCCTXCVvVvCCCVvCCCVVVvCCCCCCCVv

48、VvvCCVvTESCESESESVvthIiiVvthiiiVvthieeiiieiiieeiiiiiiieeiieIiIIITXTXTXTXTXTXTBEBETBE222111,1,656345/521/525/1634521/ )(21/2121同理因此有得由于利用若 220101650134214, 23 , 1014,42,2,1222TEECYXYXTEECTYTXTYTXEECTXCCCCCCCCVIRKvKvvvVIRvVvVvXthXXVvthVvthIRvVvthRiivRiiiiRiiv式中時當(dāng)時，根據(jù)6.6.2 模擬乘法器的應(yīng)用 1.運算電路乘積和乘方運算除法運算電路開

49、平方運算電路開立方運算電路 乘積和乘方運算電路 (1) (1) 相乘運算相乘運算 模擬乘法運算電路如圖所示模擬乘法運算電路如圖所示。 模擬相乘器圖 平方運算電路 圖 立方運算電路 (2) (2) 乘方和立方運算乘方和立方運算 將相乘運算電路的兩個輸將相乘運算電路的兩個輸入端并聯(lián)在一起就是乘方運算入端并聯(lián)在一起就是乘方運算電路，電路如圖所示。立方運電路，電路如圖所示。立方運算電路如圖所示。算電路如圖所示。除法運算電路除法運算電路 除法運算電路如圖所示，它是由一個運算放除法運算電路如圖所示，它是由一個運算放大器和一個模擬乘法器組合而成的。根據(jù)運放虛大器和一個模擬乘法器組合而成的。根據(jù)運放虛斷的特性

50、，有：斷的特性，有：21ii 2O11XRvRvYO1OvKvvYX12OvvKRRv圖 除法運算電路如果令K= R2 / R1 ，則YXOvvv開平方運算電路開平方運算電路圖為開平方運算電路，根據(jù)電路有圖為開平方運算電路，根據(jù)電路有)(1X12OvRRKv 所以有所以有 顯然，顯然，vO是是- - vI平方根。因此只有當(dāng)平方根。因此只有當(dāng)vI為負(fù)值為負(fù)值時才能開平方，也就是說時才能開平方，也就是說vI為負(fù)值電路才能實現(xiàn)為負(fù)值電路才能實現(xiàn)負(fù)反饋的閉環(huán)。圖中的二極管即為保證這一點而負(fù)反饋的閉環(huán)。圖中的二極管即為保證這一點而接入的。接入的。圖1 開平方電路2O11XRvRv2OO1Kvv開立方運算

51、電路開立方運算電路圖是開立方運算電路，根據(jù)圖中關(guān)系有圖是開立方運算電路，根據(jù)圖中關(guān)系有:3X212O2O21X3O2OO1O22OO1=vKRRvRvRvvKvKvvKvv圖 開立方電路 當(dāng)當(dāng)vI為正值時，為正值時，vO為負(fù)值，當(dāng)為負(fù)值，當(dāng)vI為負(fù)值時，為負(fù)值時，vO為正值。模擬乘法器還有許多應(yīng)用，在調(diào)制解調(diào)為正值。模擬乘法器還有許多應(yīng)用，在調(diào)制解調(diào)中將進一步介紹。中將進一步介紹。2 2、壓控放大器（、壓控放大器（VCAVCA）KXYXYuXuouYuO = KuXuY設(shè)設(shè) uX = UXQ則則 uO = (KUXQ)uY調(diào)節(jié)直流電壓調(diào)節(jié)直流電壓 UXQ ，則調(diào)節(jié)電路增益則調(diào)節(jié)電路增益調(diào)制與解

52、調(diào)的基本概念調(diào)制與解調(diào)的基本概念幅度調(diào)制幅度調(diào)制 使一個信號的幅度受另一個信號使一個信號的幅度受另一個信號幅度的控制幅度的控制, ,前者稱為前者稱為載波載波, ,一般是一一般是一個等幅正弦波，后者稱為個等幅正弦波，后者稱為調(diào)制信號調(diào)制信號。幅度調(diào)制也稱幅度調(diào)制也稱調(diào)幅調(diào)幅，用用AM表示表示。使一個信號的頻率受另一個信號幅度的使一個信號的頻率受另一個信號幅度的控制；頻率調(diào)制也稱控制；頻率調(diào)制也稱調(diào)頻，調(diào)頻，用用FM表示表示。使一個信號的相位受另一個信號幅度的使一個信號的相位受另一個信號幅度的控制。相位調(diào)制也稱控制。相位調(diào)制也稱調(diào)相，調(diào)相，用用PM表示表示。是調(diào)制的反過程，解調(diào)也稱為是調(diào)制的反過程

53、，解調(diào)也稱為檢波檢波。解解 調(diào)調(diào)調(diào)調(diào) 制制頻率調(diào)制頻率調(diào)制相位調(diào)制相位調(diào)制 (a) (a) 調(diào)幅波的時域波形調(diào)幅波的時域波形 (b)(b)調(diào)幅波的頻域譜線調(diào)幅波的頻域譜線 圖圖 調(diào)幅波的時域和頻域波形調(diào)幅波的時域和頻域波形幅度調(diào)制的示意圖如圖所示。幅度調(diào)制的示意圖如圖所示。 調(diào)幅信號的分析調(diào)幅信號的分析 幅度調(diào)制一般是用一個頻率較低的調(diào)制信號去調(diào)制幅度調(diào)制一般是用一個頻率較低的調(diào)制信號去調(diào)制頻率較高的載波信號的幅度?？捎孟率奖硎绢l率較高的載波信號的幅度?？捎孟率奖硎? 1 .20(cosmtVv 設(shè)調(diào)制信號為)2 .20(cosccmctVv設(shè)載波信號為 由由圖圖可知，調(diào)幅波的包絡(luò)線就是調(diào)制信

54、號，只不過可知，調(diào)幅波的包絡(luò)線就是調(diào)制信號，只不過幅度不同而已，于是可寫出調(diào)幅波的表達(dá)式幅度不同而已，于是可寫出調(diào)幅波的表達(dá)式)3 .20(cos)mcos(1cAMmAMtttVv)4 .20(mAMminAMmaxAMminAMmaxVVVVm稱為幅度調(diào)制系數(shù)稱為幅度調(diào)制系數(shù) 顯然顯然m越大，調(diào)制越深。越大，調(diào)制越深。m=1，調(diào)幅波會出現(xiàn)，調(diào)幅波會出現(xiàn)0值；值；當(dāng)當(dāng)m1 1時，調(diào)幅波產(chǎn)生過調(diào)制，會出現(xiàn)失真。時，調(diào)幅波產(chǎn)生過調(diào)制，會出現(xiàn)失真。 圖圖 用模擬乘法器實現(xiàn)調(diào)幅的原理用模擬乘法器實現(xiàn)調(diào)幅的原理 調(diào)幅電路調(diào)幅電路 構(gòu)成調(diào)幅電路可以通過式得到啟發(fā)構(gòu)成調(diào)幅電路可以通過式得到啟發(fā), ,調(diào)幅電

55、路是一個乘調(diào)幅電路是一個乘法器。調(diào)幅電路的基本結(jié)構(gòu)如法器。調(diào)幅電路的基本結(jié)構(gòu)如圖圖所示。所示。設(shè)tVvvcosmXtVvvccmcYcosttKVvcomZcoscos 如將調(diào)幅波全部頻率成分保留，這樣的調(diào)幅如將調(diào)幅波全部頻率成分保留，這樣的調(diào)幅電路稱為電路稱為完全調(diào)幅波電路完全調(diào)幅波電路； 將載波濾去，則為將載波濾去，則為雙邊帶調(diào)幅電路雙邊帶調(diào)幅電路； 只保留一個邊帶則為只保留一個邊帶則為單邊帶調(diào)幅電路單邊帶調(diào)幅電路。 圖圖為單邊帶調(diào)制的原理圖，它由模擬乘法器為單邊帶調(diào)制的原理圖，它由模擬乘法器和相應(yīng)的濾波器實現(xiàn)。和相應(yīng)的濾波器實現(xiàn)。 圖圖 單邊帶調(diào)幅原理單邊帶調(diào)幅原理調(diào)幅信號的解調(diào)調(diào)幅信號

56、的解調(diào)解調(diào)解調(diào)把調(diào)幅信號中的載波去掉，把調(diào)幅信號中的載波去掉，把調(diào)制信號即包絡(luò)線取出，把調(diào)制信號即包絡(luò)線取出，即為調(diào)幅波的解調(diào)。即為調(diào)幅波的解調(diào)。 載波信號中雖含有調(diào)制信號的信息，但只含載波信號中雖含有調(diào)制信號的信息，但只含有載波信號的頻率成分。為此必須通過非線性器有載波信號的頻率成分。為此必須通過非線性器件，使之產(chǎn)生調(diào)制信號的頻率成分，然后通過濾件，使之產(chǎn)生調(diào)制信號的頻率成分，然后通過濾波器將調(diào)制信號檢出。波器將調(diào)制信號檢出。 能實現(xiàn)檢波這一功能的電路如能實現(xiàn)檢波這一功能的電路如圖圖所示。所示。 (1)(1)峰值檢波器峰值檢波器 峰值檢波電路的外形與電容濾波電路相同，只峰值檢波電路的外形與電

57、容濾波電路相同，只是峰值檢波電路的時間常數(shù)要小于載波周期的許多是峰值檢波電路的時間常數(shù)要小于載波周期的許多倍。這樣電容放電才能跟得上包絡(luò)線的變化。倍。這樣電容放電才能跟得上包絡(luò)線的變化。 圖圖 調(diào)幅波的解調(diào)調(diào)幅波的解調(diào)(2)(2)同步檢波器同步檢波器圖圖 同步檢波方框圖同步檢波方框圖 圖圖 同步檢波電路圖同步檢波電路圖 對于邊帶發(fā)射的調(diào)幅波，例如對于邊帶發(fā)射的調(diào)幅波，例如DSB和和SSB因缺少載因缺少載波，用峰值檢波是無能為力的。為此需要采用同步檢波波，用峰值檢波是無能為力的。為此需要采用同步檢波器，其框圖如器，其框圖如圖圖所示。所示。 引入一個本地參考信號引入一個本地參考信號vREF，它與發(fā)

58、射端載波信號的相位和頻率完全一致，同步跟蹤它與發(fā)射端載波信號的相位和頻率完全一致，同步跟蹤變化，于是就可以將載波檢出。變化，于是就可以將載波檢出。 圖圖是用模擬乘法器和運放是用模擬乘法器和運放構(gòu)成的同步檢波電路，圖中的構(gòu)成的同步檢波電路，圖中的R、C是濾波元件。是濾波元件。設(shè)輸入的是設(shè)輸入的是DSB波，即波，即 vS = Vsmcost cosS t 而而 vREF = Vrm cosS t 模擬乘法器的輸出模擬乘法器的輸出 tVVKvvKvcos21=smrmREFSOtVVKtVVK)2cos(41)2cos(41+SsmrmSsmrm 應(yīng)保留等號右側(cè)第一項的調(diào)制信號分量，另應(yīng)保留等號右側(cè)

59、第一項的調(diào)制信號分量，另兩項用濾波器濾除。即可得到檢波器的輸出兩項用濾波器濾除。即可得到檢波器的輸出tVVKvcos=smrmO設(shè)輸入的是設(shè)輸入的是SSB波，即：波，即：模擬乘法器的輸出模擬乘法器的輸出 tVVKvvKvcos41=smrmREFSOtVVK)2cos(41+Ssmrm 應(yīng)保留等號右側(cè)第一項的調(diào)制信號分量，另應(yīng)保留等號右側(cè)第一項的調(diào)制信號分量，另一項高頻分量用濾波器濾除，即可得到檢波器的一項高頻分量用濾波器濾除，即可得到檢波器的輸出。輸出。tVv)cos(21SsmS脈沖寬度調(diào)制脈沖寬度調(diào)制PWM 脈沖寬度調(diào)制中的載波信號是一串序列脈沖，用調(diào)制脈沖寬度調(diào)制中的載波信號是一串序列

60、脈沖，用調(diào)制信號去調(diào)制這個脈沖串的每一個脈沖的寬度。這種調(diào)制方信號去調(diào)制這個脈沖串的每一個脈沖的寬度。這種調(diào)制方式稱為式稱為脈沖寬度調(diào)制，用脈沖寬度調(diào)制，用PWM表示表示。PWM有有兩種兩種工作模式工作模式 調(diào)制時，調(diào)制時，脈沖的前沿不脈沖的前沿不變，僅后沿隨變，僅后沿隨調(diào)制信號的增調(diào)制信號的增加而增加脈寬。加而增加脈寬。 脈 沖 的 前脈 沖 的 前沿和后沿沿和后沿 同時同時受調(diào)制信號的控受調(diào)制信號的控制，制， 其脈寬的其脈寬的變化量比前一種變化量比前一種大一倍。大一倍。過程如過程如圖圖所示所示圖圖 PWM的示意圖的示意圖 產(chǎn)生產(chǎn)生PWM的方法有多種，的方法有多種，圖圖是產(chǎn)生脈寬調(diào)制的是產(chǎn)生