第二章-信號(hào)放大電路

第二章信號(hào)放大電路運(yùn)算放大器的誤差及其補(bǔ)償1噪聲的基礎(chǔ)知識(shí)2典型測(cè)量放大電路3隔離放大電路4一、實(shí)際運(yùn)算放大器及其特性理想∞0∞00～∞0第一節(jié)運(yùn)算放大器的誤差及其補(bǔ)償實(shí)際90～100dB以上0dB以上100KΩ～數(shù)百兆Ω10～數(shù)百Ω0～10Hz（或0～10kHz）不可能差模增益kd共模增益ke輸入電阻ri輸出電阻ro帶寬相移二、失調(diào)及其補(bǔ)償輸入失調(diào)電壓：集成運(yùn)算放大器輸出直流電壓為零時(shí)，所加的補(bǔ)償電壓。 常用代號(hào)Uos(mV數(shù)量級(jí)）

Uos隨時(shí)間和溫度而變化——零點(diǎn)變動(dòng)——稱(chēng)為零點(diǎn)漂移。 輸出失調(diào)電壓：Ui=0，輸出不為0時(shí)輸出端的電壓RP接入反相端RP接入同相端補(bǔ)償a.外接失調(diào)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)b.運(yùn)放常有失調(diào)調(diào)零端Op07集成運(yùn)算放大器1、8腳之間就是輸入失調(diào)電壓的調(diào)零端輸入偏置電流：在標(biāo)準(zhǔn)電源電壓及室溫下，集成運(yùn)放輸出電壓為0時(shí)，兩個(gè)輸入端靜電流的平均值。注意：這是使輸入級(jí)能正常工作所需要的電流（這樣后級(jí)才能正常工作）IBPIBNQ1Q2IO輸入偏置電流是提供OPA動(dòng)作的原動(dòng)力輸入失調(diào)電流：

在標(biāo)稱(chēng)電源及其室溫下，當(dāng)集成運(yùn)放的輸出電壓為0時(shí)，流入放大器兩輸入端的靜態(tài)基極電流之差。IBPIBPIBNIBNVEEVCCVOIOS=|IBP－IBN|產(chǎn)生原因：實(shí)際上無(wú)法使Q1與Q2完全對(duì)稱(chēng)，β值不匹配，IBP≠I(mǎi)BN。可采用簡(jiǎn)單的補(bǔ)償技術(shù)減少輸入失調(diào)電流在電路中的影響uoR3R1R2∞-++N1IB1IB2VXVY如果R3=R1//R2，IB1≠I(mǎi)B2，則VO=R2(IB1?IB2)=R2IOS，我們應(yīng)該看到R2越大，輸出失調(diào)越大，因此反饋電阻R2能取的太大么？通常R2

=10~100KΩ三、運(yùn)放的振蕩與相位補(bǔ)償U(kuò)iUioUfUo電流、電壓反饋：將負(fù)載電阻短接，看反饋信號(hào)是否消失，若消失，則為電壓反饋，反之電流反饋。XoXiXsXfAβ自激振蕩：指在沒(méi)有輸入信號(hào)時(shí)（Ui=0)，放大電路也有輸出（Uo≠0），通?？梢杂墒静ㄆ饔^(guān)測(cè)到輸出的振蕩波形。一個(gè)具有負(fù)反饋電路的放大器，只要βA產(chǎn)生180°的相位差，即可能激發(fā)振蕩。環(huán)路增益的相位由于一般的OPA內(nèi)部是由2~3段的放大器組成，因此出現(xiàn)三個(gè)極點(diǎn)的機(jī)會(huì)相當(dāng)多，結(jié)果就會(huì)發(fā)生如圖的相移情況。最基本的方法就是把fo1移到更低的頻率處來(lái)工作。相位補(bǔ)償：在反饋放大電路的適當(dāng)部分加入RC網(wǎng)絡(luò)，以改變AF的頻率響應(yīng)。uoR3uiR1R2∞-++N1C2防止自激振蕩的C1很多集成運(yùn)放都有外接相位補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)端在高頻區(qū)將產(chǎn)生附加相移，這就可能使負(fù)反饋?zhàn)優(yōu)檎答?，此時(shí)，如反饋深度較深，即≥1，就會(huì)產(chǎn)生自激振蕩，從而使運(yùn)放無(wú)法穩(wěn)定地工作。ViC|A|AO0.1fp10fpRC電路波德圖fo1fo1’fo2fo3第二節(jié)噪聲的基礎(chǔ)知識(shí)通常，傳感器的輸出信號(hào)：幾毫伏，甚至更小。放大器輸入噪聲及其本身噪聲，往往大于放大器的輸入信號(hào)。怎么辦？ ---→需要減小噪聲。噪聲定義：干擾有用信號(hào)的某種不希望的擾動(dòng)。

內(nèi)部的稱(chēng)為噪聲，外部的稱(chēng)為干擾。

噪聲的波形是隨機(jī)的，即它的幅值、相位、頻率都是隨機(jī)的，其瞬時(shí)值不能預(yù)測(cè)，但每Hz帶寬內(nèi)包含的噪聲功率從統(tǒng)計(jì)觀(guān)點(diǎn)看是一個(gè)常數(shù)。

噪聲的頻率是固定的，是可以預(yù)測(cè)的，但幅值與相位有可能是隨機(jī)的。例如接地噪聲。噪聲白噪聲：色噪聲：電路中常見(jiàn)的固有噪聲：

熱噪聲

散彈噪聲

低頻噪聲一.噪聲的種類(lèi)和性質(zhì)1.熱噪聲絕對(duì)零度以上的導(dǎo)體電子都有隨機(jī)運(yùn)動(dòng)，與溫度有關(guān)。電子隨機(jī)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生很多電流脈沖，均值為0。定義： ----導(dǎo)體中電荷載流子的熱激振動(dòng)引起的。與頻率無(wú)關(guān)，屬于色噪聲還是白噪聲？電流經(jīng)電阻后產(chǎn)生噪聲電壓，方均值不為零方均值電壓：K—玻耳茲曼常數(shù)K=1.38×10-23J/KT—絕對(duì)溫度B—噪聲帶寬R—導(dǎo)體的電阻或阻抗實(shí)部例如：室溫下290k下，R=1000Ω，B=1Hz，則可求得Ut(t)=4nV等效模型：Ut(t)噪聲電壓R無(wú)噪聲電阻但是，B=1KHz，R=10MΩ時(shí)，則可求得Ut(t)=12.7uV2.低頻噪聲低頻噪聲電壓的方均值與頻率大小成反比，又稱(chēng)1/f噪聲。方均值：式中k1—與材料有關(guān)的常數(shù)。

I—工作電流。

a,b—由實(shí)驗(yàn)確定的常數(shù)，對(duì)各種半導(dǎo)體b=0.8～1.5，a通常為1。

f—

工作頻率。一般，頻率低于1KHz時(shí)，低頻噪聲有很大作用，特別對(duì)于MOS場(chǎng)效應(yīng)管更為明顯，所以調(diào)制頻率不應(yīng)選得太低，至少高于1KHz。色噪聲3.散彈噪聲由于流過(guò)二極管、三極管位壘區(qū)的載流子不是連續(xù)的，顯脈沖性質(zhì)，這種脈沖電流的平均值為0，方均值不為0。q—電子電荷，1.59×10-19CB—頻寬IDC—直流電流可見(jiàn)方均根值正比與,與f無(wú)關(guān)。白噪聲r(shí)e首先把放大器視為無(wú)噪聲方框Ut(t)—

加到放大器輸入端的熱噪聲，通常是信號(hào)源內(nèi)產(chǎn)生熱噪聲RS—信號(hào)源內(nèi)阻放大器的噪聲用輸入端串聯(lián)的噪聲電壓發(fā)生器Un(t)和輸入端并聯(lián)的電流發(fā)生器In來(lái)代替。Un(t)—放大器各級(jí)電壓噪聲折算到輸入端的等效值。In—放大器各級(jí)電流噪聲折算到輸入端的等效值。Uni(t)Un(t)ZiInRSUt(t)USUo放大器二.處理放大器噪聲的方法1.等效輸入噪聲把這三個(gè)噪聲等效到放大器的輸入端去，用Uni(t)來(lái)代替，當(dāng)Zi>>Rs時(shí)，∴等效噪聲電壓Uni(t)與放大器自身參數(shù)有關(guān)信號(hào)源內(nèi)阻有關(guān)當(dāng)Rs=0時(shí)，與電壓噪聲有關(guān)當(dāng)Rs足夠大時(shí)，與電流噪聲有關(guān)這種關(guān)系可見(jiàn)圖2-41Uni(t)Ut(t)UnlgRsInRs衡量放大器中信噪比惡化程度的指標(biāo)。

信噪比——信號(hào)有效功率S對(duì)噪聲有效功率N之比，S/N。噪聲系數(shù)：理想運(yùn)算放大器F=?，我們應(yīng)該努力減小還是增加F？重要結(jié)論：Rs=ro

，此時(shí)為最佳源電阻。注意：最佳源電阻完全取決于噪聲模型（Un—In）與輸入阻抗無(wú)關(guān)2.噪聲系數(shù)3.最小噪聲系數(shù)和最佳源電阻補(bǔ)充：數(shù)字濾波降噪技術(shù)（軟件濾波算法）滑動(dòng)平均濾波方法：把連續(xù)取N個(gè)采樣值看成一個(gè)隊(duì)列，隊(duì)列的長(zhǎng)度固定為N，每次采樣到一個(gè)新數(shù)據(jù)放入隊(duì)尾,并扔掉原來(lái)隊(duì)首的一次數(shù)據(jù).(先進(jìn)先出原則)，把隊(duì)列中的N個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)平均運(yùn)算,就可獲得新的濾波結(jié)果。N值的選?。毫髁?，N=12；壓力：N=4；液面，N=4-12；溫度，N=1-4作用：抑制隨機(jī)噪聲，并保留信號(hào)陡峭邊沿非常有效，缺點(diǎn)是靈敏度下降。累加平均濾波（算術(shù)平均濾波）方法：連續(xù)取N個(gè)采樣值進(jìn)行算術(shù)平均運(yùn)算。N值較大時(shí)：信號(hào)平滑度較高，但靈敏度較低；N值較小時(shí)：信號(hào)平滑度較低，但靈敏度較高。累加平均次數(shù)和信噪比之間的關(guān)系由以下公式表示：其中M是累加平均次數(shù)，

SNRa是累加前的信噪比，

SNRb是累加后的信噪比。作用：抑制隨機(jī)噪聲，缺點(diǎn)是對(duì)于測(cè)量速度較慢或響應(yīng)速度要求較高的場(chǎng)合不適用。第三節(jié)、

典型測(cè)量放大電路測(cè)量放大電路的結(jié)構(gòu)形式是由傳感器的類(lèi)型決定的。例如：電阻應(yīng)變式傳感器——電橋放大器光電池、光敏電阻——電流放大器一、測(cè)量放大電路的基本要求和類(lèi)型①阻抗匹配②增益穩(wěn)定③低噪聲 ④低的輸入失調(diào)電壓和輸入失調(diào)電流、低溫漂⑤足夠的帶寬和轉(zhuǎn)換速率（放大瞬態(tài)信號(hào)、輸出電壓跟蹤輸入電壓的能力）⑥高共模輸入范圍（幾百伏）和高共模抑制比⑦可調(diào)的閉環(huán)增益 ⑧線(xiàn)性好、精度高⑨成本低測(cè)量放大電路（按結(jié)構(gòu)原理）差動(dòng)直接耦合式調(diào)制式：斬波穩(wěn)零自動(dòng)穩(wěn)零式：自動(dòng)穩(wěn)零放大電路單端輸入(同相/反相)放大電路電橋放大電路電荷放大電路二、反相放大電路uoR3uiR1R2∞-++N1閉環(huán)增益Ri=R1，Ro=0可見(jiàn)輸入阻抗不高，(100~1000)Ω

≤R1≤(5~100)KΩ，(100~1000)Ω

≤R2≤(50~1000)KΩ，在提高放大器的輸入阻抗與提高電路的增益之間存在一定的矛盾，可用變形一。R3=R1//R2帶濾波器的反相放大器見(jiàn)變形二。Kf=uo/ui=–R2/R1uoR3uiR1R2∞-++N1C1C3交流反相放大電路：增益和阻值Kf=–R2/R1R3=R2

電容作用C1：隔直電容C3：旁路電容，防止振蕩C3R3>C1R1三、同相放大電路uoR3uiR1R2∞-++N1Kf=uo/ui=1+R2/R1R3=R1//R2Zi=Kzin/(1+R2/R1)+R3→∞Ro=0同相輸入運(yùn)算放大器的同相端和反相端都等于輸入電壓，相當(dāng)于輸入端有一個(gè)共模信號(hào)，因此構(gòu)成同相放大器時(shí)要求運(yùn)放有較高的共模抑制比和較大的共模信號(hào)輸入電壓范圍。特例：電壓跟隨器平衡電阻uoR3uiR1R2∞-++N1C1同相交流放大電路:C1：隔直電容R3：C1的放電回路，注意：R3

必須有Zi=R3

使同相放大器失去高輸入阻抗的特點(diǎn)交流電壓跟隨電路？uoR3uiR2∞-++N1C1補(bǔ)充：電壓跟隨器的應(yīng)用實(shí)例PH傳感器電路中，前級(jí)輸出阻抗很高，電壓跟隨器具有高輸入阻抗，可實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，電壓跟隨器起緩沖、隔離、提高帶負(fù)載能力的作用。四、差動(dòng)放大電路什么是差動(dòng)放大器？差動(dòng)放大器是把二個(gè)輸入信號(hào)分別輸入到運(yùn)算放大器的同相和反相二個(gè)輸入端，然后在輸出端取出二個(gè)信號(hào)的差模成分，而盡量抑制二個(gè)信號(hào)的共模成分。R2uoR4ui2R1∞-++N1R3ui1基本電路R2uoR4uid/2R1∞-++N1R3uid/2uic共模與差模輸入差模電壓uid=ui2﹣ui1

由線(xiàn)性疊加原理分析可得若R1=R3，R2=R4，則uo=﹣(R2/R1)ud即只對(duì)差模信號(hào)進(jìn)行放大這時(shí)若只有共模信號(hào)時(shí)，uoc=0，抑制共模信號(hào)共模電壓uic=(ui1+ui2)/2抑制能力的大小，常用共模抑制比CMRR來(lái)表示：如何求差動(dòng)放大電路的共模抑制比？要使CMRR→∞，可得工程上為了減少器件品種和提高工藝性R1=R3R2=R4五、高共模抑制比放大電路什么是高共模抑制比放大電路？用來(lái)抑制傳感器輸出共模電壓（包括干擾電壓）的放大電路稱(chēng)為高共模抑制比放大電路。應(yīng)用于何種場(chǎng)合？應(yīng)用于要求共模抑制比大于100dB的場(chǎng)合，例如人體心電測(cè)量。一般的運(yùn)放共模抑制比80db左右所以我們采用多運(yùn)放組合而成的測(cè)量放大電路，共模抑制比100～120dB1.雙運(yùn)放高共模抑制比放大電路①反相串聯(lián)結(jié)構(gòu)型ui2ui1R1R2R4R6R5R3=R1∥R2R7=R4∥R5∥R6uo∞-++N1∞-++N2AN1反相放大：可見(jiàn)當(dāng)，ui1=ui2時(shí)，uo=0，共模抑制通常取R1=R5，R2=R4，共模抑制比與電阻精度有關(guān)系。②同相串聯(lián)結(jié)構(gòu)型uoui2ui1R4R3uo1R2R1∞+-+N2∞+-+N1N1同相放大N2同相放大，輸出端有共模電壓：差模電壓：uid=ui2-ui1上式改為：如何得到零共模增益？同時(shí)，同相輸入，輸入阻抗很大2.三運(yùn)放高共模抑制比電路uoui1ui2uo1uo2R1RoR2R7RPR8R3R4R6R5∞+-+N1IR∞-++N2∞-++N3大范圍增益調(diào)整電路差分放大N1N2兩個(gè)完全一樣的運(yùn)放構(gòu)成平衡對(duì)稱(chēng)差動(dòng)放大輸入級(jí)N3

雙端輸入單端輸出差放差模增益：由此我們可以看到共模信號(hào)是被抑制的，且不要求外部電阻匹配，同時(shí)為了消除N1、N2輸入偏置電流，取R1=R2，調(diào)節(jié)電位器Ro，還可改變差模增益，這就是我們所說(shuō)的大范圍增益調(diào)整電路缺點(diǎn)：N1和N2的CMRR1、CMRR2不相等時(shí)，會(huì)把輸入端的共模信號(hào)傳到輸出端。同時(shí)，N3輸出級(jí)前提：R3=R4，R5=R6電阻偏差很大，影響輸出，精度控制在0.1％之內(nèi)N3兩端之間接入R7和R8和RP共模補(bǔ)償電路，調(diào)節(jié)RP，可補(bǔ)償電阻的不對(duì)稱(chēng)。補(bǔ)充：?jiǎn)纹蓽y(cè)量放大器以AD620為例（典型三運(yùn)放結(jié)構(gòu)）特點(diǎn)：1.低成本，高精度；2.電源范圍寬（±2.3～±18V）3.體積小，低功耗（≤1.3mA）4.只需一個(gè)外部電阻就可設(shè)置放大倍數(shù)1-1000；

單片集成測(cè)量放大器的優(yōu)點(diǎn)：無(wú)需為組裝挑選性能完全一致的幾個(gè)集成運(yùn)放。應(yīng)用場(chǎng)合：常用于傳感器接口電路，心電圖檢測(cè)儀，

精密電壓電流轉(zhuǎn)換電路等。為保證增益控制的高精度，輸入三極管用差分雙極輸入；用超β工藝獲得更低的輸入偏置電流；通過(guò)輸入級(jí)內(nèi)部Q1-A1-R1和Q2-A2-R2反饋環(huán)路，保持輸入三極管的集電極電流恒定，所以輸入電壓相當(dāng)于加到外部增益控制電阻RG上；兩個(gè)內(nèi)部增益電阻R1和R2精確確定為24.7KΩ。電路增益：3KΩ,﹢5V供電的壓力傳感器電橋：電橋功耗僅1.7mA，AD620和AD705緩沖電壓驅(qū)動(dòng)器對(duì)信號(hào)調(diào)節(jié)，使總供電電流僅為3.8mA，電路產(chǎn)生的噪聲和漂移極低。應(yīng)用舉例：壓力傳感器檢測(cè)電路AD705及其外圍電路作用：右腿驅(qū)動(dòng)，有緣屏蔽驅(qū)動(dòng)。前置放大增益不能過(guò)大，RG=8.25KΩ，G=7。應(yīng)用舉例：心電檢測(cè)電路1.自動(dòng)調(diào)零放大電路N1——主放N2——誤差保持N3——時(shí)鐘發(fā)生器（方波發(fā)生器）N4——N3的反相器Sa1、Sa2、Sb1、Sb2——模擬開(kāi)關(guān)N3驅(qū)動(dòng)Sa1、Sa2，高電平導(dǎo)通，Sa1、Sa2導(dǎo)通時(shí)，Sb1、Sb2斷開(kāi)六、低漂移放大電路（穩(wěn)零放大電路）為了減少失調(diào)減小低頻干擾常采用斬波穩(wěn)零放大電路自動(dòng)調(diào)零放大電路.Sa1、Sa2導(dǎo)通時(shí)，Sb1、Sb2斷開(kāi)時(shí)，失調(diào)調(diào)零狀態(tài)，把失調(diào)電壓記錄下來(lái)前半周：N1輸入接入，只存在輸入失調(diào)電壓Uos1N1輸出為Uo1N2放大C1保持N2也存在失調(diào)電壓Uos2∴Uc1≈Uos1C1寄存了N1的輸入失調(diào)電壓b)誤差保持K2C1UC1Uo1R1R2K1-++N1-++N2后半周：N3輸出低電平，Sa1、Sa2斷開(kāi)，Sb1、Sb2斷合，電路進(jìn)入信號(hào)放大狀態(tài)。接通Ui，Ui反相放大+輸入失調(diào)放大+C1的寄存電壓∴Uo≈－(R2/R1)Ui實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)零優(yōu)點(diǎn)：1、輸出電壓穩(wěn)定，波動(dòng)小。

2、失調(diào)和低頻干擾小

3、成本低適用于毫伏級(jí)的低電平放大。UoC1UiR1R2K1-++N1c)調(diào)零放大輸出2.低漂移集成運(yùn)算放大器輪換自動(dòng)校零集成運(yùn)算放大器CAZ運(yùn)算放大器斬波穩(wěn)零集成運(yùn)算放大器

ICL7650高增益、失調(diào)電壓影響小，高共模抑制比和高輸入電阻（1011Ω），輸入失調(diào)電壓±(1～5）uV，普通運(yùn)放±(2～6）mV。七、高輸入阻抗放大電路電容式、壓電式傳感器的輸出阻抗很高。108Ω以上雖然開(kāi)環(huán)運(yùn)放具備高阻抗，但是閉環(huán)以后，例如反相放大器的輸入阻抗<<同相放大器?？稍谳斎攵思与妷焊S器，但引入了跟隨器的共模誤差。解決方法高輸入阻抗集成運(yùn)放通用運(yùn)放組成的自舉電路1.高輸入阻抗集成運(yùn)算放大器輸入級(jí)類(lèi)型輸入阻抗

芯片代表MOS—FET 1.5×106MΩ CA3140、CA3260FET 106MΩLF356/A、LF412CMOS—FET 106MΩ ICL7613、ICL7641B/C2.自舉式高輸入阻抗放大電路R3uoR1R2C2C1∞-++uia)同相交流放大電路uouiR1R2C2C1R3∞-++b）交流電壓跟隨電路uouii1i2R1iuo22R1R3R2∞-++N1∞-++R3N2c)自舉組合電路總結(jié)：①自舉電路：是利用反饋使輸入電阻的兩端近似為等電位，減少向輸入回路索取電流，從而提高輸入阻抗的電路。②是不是所有情況下都要求放大電路具有高的輸入阻抗？八、電荷放大電路壓電式傳感器電容式傳感器將壓力、位移等電荷信號(hào)電荷放大電路基本原理：uoCQ運(yùn)算放大器N的反相端與傳感器相連，N的輸出經(jīng)電容C反饋致其輸入端。若N為理想工作狀態(tài)，則反相輸入端為虛“地”，直流輸入阻抗很高，傳感器的輸出電荷只對(duì)反饋電容C充電，電容C兩端的電壓為Q/C，則電荷放大電路的輸出是：所以，電荷放大電路的輸出電壓與輸入電荷量成正比，與反饋電容成反比，而與電路其他參數(shù)無(wú)關(guān)。九、電流放大電路基本原理：運(yùn)算放大器N的正相端接地，N的輸出端經(jīng)電阻分壓反饋至反相端。若N為理想工作狀態(tài)，則反相輸入端為虛地，所以Ui=0。由于虛斷，N的兩個(gè)輸入端電流為0，所以，輸入電流信號(hào)全部流經(jīng)電阻R1，經(jīng)分析可得電流放大倍數(shù)：所以，電流放大電路的輸出電流與輸入電流成正比，放大倍數(shù)與電阻R1、R2有關(guān)，而與電路其他參數(shù)無(wú)關(guān)。光電傳感器等將光強(qiáng)信號(hào)等電流信號(hào)電流放大電路參考課本圖2-28及2-29十、電橋放大電路何謂電橋放大電路？由傳感器電橋和運(yùn)算放大器組成的放大電路或由傳感器和運(yùn)算放大器構(gòu)成的電橋都稱(chēng)為電橋放大電路。電感式電阻應(yīng)變式電容式傳感器通過(guò)電橋轉(zhuǎn)換電路輸出電壓/電流信號(hào)如果Z1=Z2=Z4=R，Z3=R(1+δ），δ為傳感器電阻的相對(duì)變化率非線(xiàn)性在δ<<1時(shí)，此時(shí)，輸出電壓與電橋電阻R無(wú)關(guān)，靈敏度不受R影響.此外，該電橋電路中電源U需要浮置。Z1Z2Z4Z3R2R1bauou∞-++Na)反相輸入單端輸入電橋放大電路注意：1.非線(xiàn)性仍存在。2.電橋四個(gè)橋臂的電阻同時(shí)變化時(shí)，電壓放大倍數(shù)不是常量。3.橋臂電阻R和R1的溫度系數(shù)不一致時(shí)，增益不穩(wěn)定，存在溫漂。差動(dòng)輸入電橋放大電路參考課本圖2-31uoR3R2

=R（1+δ）R1uuaR1ub∞-++NC)線(xiàn)性電橋放大電路若R2=R(1+δ)，R3=R時(shí)，注意：uo與δ成正比，即該電路為線(xiàn)性，但是缺點(diǎn)是靈敏度與橋臂電阻R有關(guān)，量程較大，靈敏度較低。但a，b之間有很大的共模電壓，所以所選運(yùn)放共模電壓要小，失調(diào)也要小線(xiàn)性電橋放大電路十一、增益調(diào)整放大電路整調(diào)放大倍數(shù)手動(dòng)自動(dòng)程控1.手動(dòng)增益調(diào)整電路－+ui1ui2u1u2uo左圖為匹配電阻構(gòu)成的差動(dòng)放大電路，RP用來(lái)調(diào)節(jié)增益可見(jiàn)，只要改變RP可改變放大倍數(shù)，但RP與增益之間是非線(xiàn)性的，因此調(diào)整范圍小于10%，所以也叫小范圍增益調(diào)整電路。大范圍增益調(diào)整電路，在三運(yùn)放電路中已經(jīng)介紹過(guò)。注意這里是手動(dòng)調(diào)節(jié)RP的值，不是自動(dòng)的。2.自動(dòng)增益調(diào)整電路電路增益自動(dòng)在最大、最小之間變換。改變反饋電阻改變輸入回路衰減電阻圖2-35a）改變反饋電阻的方法，反相放大的一個(gè)例子+uiR3控制信號(hào)a）改變反饋電阻當(dāng)ui很小時(shí)，控制信號(hào)為零電平，V飽和導(dǎo)通，電路增益最大。當(dāng)ui很大時(shí)，控制信號(hào)為負(fù)電平，V截止，電路增益最小。uoRxuiR1R2∞-++NR4U2同理，R1和結(jié)構(gòu)場(chǎng)效應(yīng)管并聯(lián)，我們把場(chǎng)效應(yīng)管看成一個(gè)電阻Rx。導(dǎo)通時(shí)，Rx=0；截止時(shí)，Rx=∞。當(dāng)ui很小時(shí)，控制信號(hào)為低電平，V1、V2導(dǎo)通，電路增益最大。當(dāng)ui很大時(shí)，控制信號(hào)為高電平，V1、V2截止，電路增益最小。uiuoN+V1V26VR3R2R1控制信號(hào)b）改變輸入回路衰減電阻3.可編程增益放大電路分類(lèi)單運(yùn)放多運(yùn)放測(cè)量放大器可編程放大電路單片集成可編程增益放大電路①通用運(yùn)放可編程增益放大電路多路模擬開(kāi)關(guān)+通用運(yùn)放uia）單運(yùn)放式4個(gè)二極管的作用：提高開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)的抗干擾性能，消除噪聲和其他高阻效應(yīng)。斷開(kāi)時(shí)，uo使二極管正向偏置，源級(jí)箝位到0.6V，保證開(kāi)關(guān)不接通。當(dāng)然，因?yàn)殚_(kāi)關(guān)分布電容形成尖峰，只適用低增益、低精度場(chǎng)合。增益公式？ui模擬開(kāi)關(guān)b）多運(yùn)放并聯(lián)式運(yùn)放多，成本高，調(diào)試難，每個(gè)運(yùn)放都要調(diào)失調(diào)。uiuo模擬開(kāi)關(guān)c）多運(yùn)放串聯(lián)式但是也存在成本高，調(diào)試難的缺點(diǎn)。集成測(cè)量放大器可選擇增益大小∴外接模擬開(kāi)關(guān)+反饋電阻的方式uiuoa）改變并聯(lián)輸入電阻uiuo模擬開(kāi)關(guān)b）改變并聯(lián)反饋電阻uiuo++c）任意正整數(shù)增益框圖②數(shù)字式可編程增益放大電路③集成可編程增益放大電路LH0084LH0086增益公式可參考三運(yùn)放高共模抑制比放大電路什么是隔離放大電路？

隔離放大電路的輸入、輸出和電源電路之間沒(méi)有直接的電路耦合，即信號(hào)在傳輸過(guò)程中沒(méi)有公共接地端的特殊測(cè)量放大電路。應(yīng)用于何種場(chǎng)合？高噪聲、高干擾情況下的測(cè)控系統(tǒng)對(duì)安全有要求的場(chǎng)合：核電站、高壓電生物醫(yī)學(xué)測(cè)量：確保人體不受傷害第四節(jié)、

隔離放大電路方式：光電耦合無(wú)線(xiàn)電波耦合超聲波耦合電磁耦合（變壓器）√前景好，帶寬√成熟，帶窄一、基本原理組成輸入放大器輸出放大器隔離器（變壓器或光電耦合）隔離電源——電源是浮置的注意：這里的輸入與輸出的地是不一樣的?；窘M成符號(hào)問(wèn)題：普通運(yùn)放雖然也能抑制共模干擾，為何有些場(chǎng)合必須用隔離放大器呢？原理框圖a)變壓器耦合浮置電源輸入調(diào)制放大器耦合變壓器輸出解調(diào)放大器輸出輸入－＋被測(cè)信號(hào)調(diào)幅波耦合放大輸出解調(diào)輸入放大器的電源如何產(chǎn)生：幾十KHZ的高頻振蕩，經(jīng)變壓器饋入輸入電路，再整流、濾波，提供隔離供電。同時(shí)這個(gè)高頻信號(hào)提供調(diào)制解調(diào)的載波信號(hào)?！嘧儔浩鞣浅ｊP(guān)鍵（變壓器的匝數(shù)、體積和分布電容）b)光電耦合浮置電源光耦合器輸入放大器－＋輸出放大器輸出輸入LEDV被測(cè)信號(hào)LED(光信號(hào)）耦合放大輸出光敏二極管轉(zhuǎn)成電信號(hào)二.通用隔離放大器1、AD277變壓器耦合隔離放大器隔離電源振蕩器調(diào)制器輸入屏蔽解調(diào)器輸出屏蔽268734195＋15V－15V13121016－U100kΩ100kΩ1MΩ141115＋U∞-++N1∞-++N2如圖：上面部分自左至右為信號(hào)傳輸通路

下面部分自右至