放大器電路模塊

放大器電路模塊第1頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一在往屆電子設(shè)計(jì)競賽中，“放大器類賽題”除了1994年外，其它每屆都有，共有10題：（1）實(shí)用低頻功率放大器（1995年A題）；（2）測量放大器（1999年A題）；（3）高效率音頻功率放大器（2001年D題）；（4）寬帶放大器（2003年B題）；（5）程控濾波器（2007年D題本科組）；（6）可控放大器（2007年I題高職高專組）；（7）寬帶直流放大器（2009年C題）；（8）數(shù)字幅頻均衡的功率放大器（2009年F題）；（9）低頻功率放大器（2009年G題）。（10）LC諧振放大器（2011年D題）第2頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一其中：與音頻功率放大器有關(guān)的有4題。與寬帶放大器有關(guān)的有2題。與直流、低頻放大器有關(guān)的有3題。比較歷屆賽題可以看到，“放大器類”賽題的要求是越來越高，如：在“程控濾波器（2007年D題本科組）”中要求放大器電壓增益為60dB，輸入信號電壓振幅為10mV。制作“簡易幅頻特性測試儀”，其掃頻輸出信號的頻率變化范圍是100Hz～200kHz，頻率步進(jìn)10kHz。

第3頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一“寬帶直流放大器（2009年C題）”中要求最大電壓增益AV≥60dB，輸入電壓有效值Vi≤10mV。放大器的輸入電阻≥50W，3dB通頻帶0～10MHz；負(fù)載電阻（50±2）W，最大輸出電壓正弦波有效值Vo≥10V。注意：放大器同時(shí)也是各賽題中一個必不可少的組成部分。在“數(shù)字幅頻均衡的功率放大器（2009年F題）”中要求：當(dāng)輸入正弦信號vi電壓有效值為5mV、功率放大器接8W電阻負(fù)載（一端接地）時(shí)，要求輸出功率≥10W。功率放大電路的-3dB通頻帶為20Hz～20kHz。功率放大電路的效率≥60％。第4頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一歷屆的“放大器類賽題”（包括其他賽題）中使用到的一些放大器（包含OP）芯片:AD526精確程控放大器ADI公司，

AD603，低噪聲、90MHz可變增益放大器.，ADI公司，AD605雙通道、低噪聲、單電源可變增益放大器，ADI公司，AD620低漂移、低功耗儀表放大器，增益設(shè)置范圍1～10000ADI公司，AD783，采樣保持電路，ADI公司，AD811高性能視頻運(yùn)算放大器（電流反饋型寬帶運(yùn)放），ADI公司，AD818高速低噪聲電壓反饋型運(yùn)放，ADI公司，AD8011300MHz、1mA電流反饋放大器，ADI公司，

AD8056雙路、低成本、300MHz電壓反饋型放大器ADI公司，AD8564，四路7ns單電源高速比較器，ADI公司，

AC524/AC5255~500MHz級聯(lián)放大器，teledyne公司，第5頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一BUF634，250mA高速緩沖器，TI公司，/cnCA3140單運(yùn)算直流放大器，IntersilCorporation，HFA1100850MHz、低失真電流反饋放大器，IntersilCorporation，INA118精密低功耗儀表放大器，TI公司，/cnLF356JFET輸入運(yùn)算放大器，NationalSemiconductorCorpora，

LM311具有選通信號的差動比較器，NationalSemiconductorCorpora，

LF356，JFET輸入運(yùn)算放大器，NationalSemiconductorCorpora，

LM393電壓比較器，NationalSemiconductorCorpora，

LM7171高速電壓反饋運(yùn)算放大器，NationalSemiconductorCorpora，

LM358/LM158/LM258/LM2904雙運(yùn)算放大器，NationalSemiconductorCorpora，

LM2902,LM324/LM324A,LM224/LM224A四運(yùn)算放大器，NationalSemiconductorCorpora，

LT12101.1A，35MHz電流反饋放大器，linear公司，/product/LT1210第6頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一MAX4256，UCSP封裝、單電源、低噪聲、低失真、滿擺幅運(yùn)算放大器，Maxim公司，MAX912,MAX913單/雙路、超高速、低功耗、精密的TTL比較器，Maxim公司，MAX477，300MHz、高速運(yùn)算放大器，Maxim公司，MAX427/MAX437低噪聲、高精度運(yùn)算放大器，Maxim公司MAX900高速、低功耗、電壓比較器，Maxim公司NE5532雙路低噪聲高速音頻運(yùn)算放大器，TI公司，/cnNE5534低噪聲高速音頻運(yùn)算放大器，TI公司，/cnOP27低噪聲、精密運(yùn)算放大器ADI公司，OP37低噪聲、精密運(yùn)算放大器ADI公司，OPA637，精密、高速、低漂移、高增益放大器，TI公司，/cnOPA637，精密、高速、低漂移高增益放大器，TI公司，/cnOPA642高速低噪聲電壓反饋型運(yùn)放，TI公司，/cnOPA690，寬帶50MHz、電壓反饋運(yùn)算放大器，TI公司，/cnOPA690高速、電壓反饋型運(yùn)放（大于等于50MHz），TI公司，/cn第7頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一PGA202KP，數(shù)字可編程儀表放大器，TI公司，/cnTHS3091單路高壓低失真電流反饋運(yùn)算放大器，TI公司，/cnTHS3092高壓低失真電流反饋運(yùn)算放大器，TI公司，/cnTL084，JFET輸入運(yùn)算放大器，TI公司，/cnµA741標(biāo)準(zhǔn)線性放大器，TI公司，/cn以上關(guān)于各放大器的更多資料，可以登錄有關(guān)網(wǎng)站查詢得到（以運(yùn)算放大器的型號為關(guān)鍵詞）。第8頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一電子設(shè)計(jì)競賽需準(zhǔn)備的主要器件1、集成運(yùn)算放大器類（1）通用運(yùn)算放大器

LM741、LM1458、LM324、OP07（精密/低噪聲運(yùn)算放大器）（2）優(yōu)值運(yùn)算放大器

TL080、TL082、TL084

（3）寬帶/高速運(yùn)算放大器

OP147

（4）低壓滿幅運(yùn)算放大器

SGM321、SGM322|、SGM324

（5）儀表放大器

AD624、PGA206/207、INA121、LT1102、第9頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一2、差分放大器AD8132、AD83513、隔離放大器電路ISO120/121、AD2154、可編程增益放大器AD603、VCA26125、采樣/保持電路AD783、SHC5320、MAX51656、寬帶放大器設(shè)計(jì)所需器件RF3377、ABA52563、OPA642、TLV5618（D/A）、2M3004MSC、2M3006MSC、AD637第10頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一7、高效音頻功率放大器所需器件LM4766、LM311（高速精密電壓比較器）、LM386、

TDA2030、TLC4502（運(yùn)算放大器）、2SA8050、2SA8550、IRFD9120、IRFD120、NE5532、LM5532、LM393、CD7666GP（電平指示驅(qū)動電路）8、測量放大器設(shè)計(jì)所需器件OP077、AD7520（D/A）、OP079、實(shí)用低頻功率放大器設(shè)計(jì)所需器件NE5532、uPC1228H、NE5534、TN9NP10（大功率配對管模塊TN9NP10）LM1875、uPC1188H、HA1397、LF357、9014、9012、9013、9018第11頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一放大器設(shè)計(jì)

放大器是電子線路系統(tǒng)最基本的、也是最重要的單元。它的種類繁多:按使用的頻段劃分為：直流放大器、低頻放大器、中頻放大器、高頻放大器和微波放大器。按功率大小分為：小信號放大器、功率放大器、大功率放大器和超大功率放大器。放大器是應(yīng)用最廣泛的一類電子線路。它的主要功能是將輸入信號進(jìn)行不失真的放大。在廣播、通信、自動控制、電子測量等各種電子設(shè)備中，放大器是必不可少的組成部分。第12頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一按照集成度可劃分為：分立元件組成的放大器、集成放大器。

按照有無反饋劃分為：開環(huán)放大器和反饋放大器等等。在工程設(shè)計(jì)和電子設(shè)計(jì)競賽中應(yīng)根據(jù)不同要求和用途選擇放大器的類型。按頻帶寬窄劃分為:選頻放大器、窄帶放大器、寬帶放大器。按導(dǎo)通角可分為:甲類放大器、甲乙類放大器、乙類放大器、丙類放大器、丁類放大器和戊類放大器。第13頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一放大器的技術(shù)指標(biāo)

放大器的技術(shù)指標(biāo)也很多，但在設(shè)計(jì)過程中下面幾項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)必須考慮：

（1）輸入阻抗和輸入電平（或輸入信號的動態(tài)范圍）；（2）輸出阻抗；（3）電壓放大倍數(shù)（或電流放大倍數(shù)、或功率放大倍數(shù)）（4）輸出電平（或輸出功率）；（5）頻率帶寬；（6）失真度；（7）放大器的效率。第14頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一運(yùn)算放大器一、運(yùn)算放大器的基本特性1、常用運(yùn)算放大器類型運(yùn)算放大器一般可分為通用型、精密型、低噪聲型、高速型、低電壓低功率型、單電源型等幾種。（1）通用型運(yùn)算放大器通用型運(yùn)算放大器的參數(shù)是按工業(yè)上的普通用途設(shè)定的，各方面性能都較差或中等，價(jià)格低廉，其典型代表是工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品LM358、OP07、LM324、LF412等。在線性集成電路中發(fā)展最早、應(yīng)用最廣的是：集成運(yùn)算放大器，集成運(yùn)放是實(shí)現(xiàn)高增益放大功能的一種集成器件。第15頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一（2）精密運(yùn)算放大器精密型運(yùn)算放大器要求運(yùn)算放大器有很好的精確度，特別是對輸入失調(diào)電壓UIO、輸入偏置電流IIB、溫度飄移系數(shù)、共模抑制比KCMR等參數(shù)有嚴(yán)格要求。如UIO不大于1mV，高精密型運(yùn)算放大器的UIO只有幾十微伏，常用于需要精確測量的場合。其典型產(chǎn)品有TLC4501/4502、TLE2027/2037、TLE2022、TLC2201、TLC2254等。第16頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一（3）低噪聲型運(yùn)算放大器低噪聲型運(yùn)算放大器也屬于精密型運(yùn)算放大器，要求器件產(chǎn)生的噪聲低，即等效輸入噪聲電壓密度小于等于15nV/Hz，另外，需要考慮電流噪聲密度，它跟輸入偏流有關(guān)。雙極型運(yùn)算放大器通常具有較低的電壓噪聲，但電流噪聲大，而CMOS運(yùn)算放大器的電壓噪聲較大，但電流噪聲很小。低噪聲型運(yùn)算放大器的產(chǎn)品有TLE2027/2037、TLE2227/2237、TIC2201、TLV2362/2262等。第17頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一（4）高速型運(yùn)算放大器高速型運(yùn)算放大器要求運(yùn)算放大器的運(yùn)行速度快，即增益帶寬乘積大、轉(zhuǎn)換速率快，通常用于處理頻帶寬、變化速度快的信號。雙極型運(yùn)算放大器的輸入極是JFET的運(yùn)算放大器，通常具有較高的運(yùn)行速度。典型產(chǎn)品有TLE2037/2237、TLV2362、TLE2141/2142/2144、TLE20171、TLE2072/2074、TLC4501等。第18頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一（5）低電壓、低功率型運(yùn)算放大器用于低電壓供電，如3V電源電壓運(yùn)行的系統(tǒng)或電池供電的系統(tǒng)。要求器件耗電小，能低電壓運(yùn)行，最好具有軌對軌性能，可擴(kuò)大動態(tài)范圍。主要產(chǎn)品有TLV2211、TLV2262、TLV2264、TLE2021、TLC2254、TLV2442、TLV2341等。第19頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一（6）單電源型運(yùn)算放大器單電源運(yùn)算放大器要求用單個電源電壓（典型電壓為5V）供電，其輸入端和輸出端的電壓可低達(dá)0V。多數(shù)單電源型運(yùn)算放大器是用CMOS技術(shù)制造的。單電源型運(yùn)算放大器也可用于對稱電源供電的電路，只要總電壓不超過允許范圍即可。另外，有些單電源運(yùn)算放大器的輸出級不是推挽電路結(jié)構(gòu)，當(dāng)信號跨越電源中點(diǎn)電壓時(shí)會產(chǎn)生交越失真。第20頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一2、運(yùn)算放大器的基本參數(shù)表示運(yùn)算放大器性能的參數(shù)為：單/雙電源工作電壓、電源電流、輸入失調(diào)電壓、輸入失調(diào)電流、輸入電阻、轉(zhuǎn)換速率、差模輸入電阻、失調(diào)電流溫漂、輸入偏置電流、偏置電流溫漂、差模電壓增益、共模電壓增益、單位增益帶寬、電源電壓抑制、差模輸入電壓范圍、共模輸入電壓范圍、輸入噪聲電壓、輸入噪聲電流、失調(diào)電壓溫漂、建立時(shí)間、長時(shí)間漂移等。不同的運(yùn)算放大器參數(shù)差別很大，使用運(yùn)算放大器前需要對參數(shù)進(jìn)行仔細(xì)的分析。第21頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一運(yùn)算放大器的原理運(yùn)算放大器必須具備下列特性：無限大的輸入阻抗、等于零的輸出阻抗、無限大的開回路增益、無限大的共模排斥比的部分、無限大的頻寬。一個運(yùn)算放大器模組一般包括一個正輸入端(OP[_]P)、一個負(fù)輸入端(OP[_]N)和一個輸出端(OP[_]O)。集成運(yùn)放電路符號

v-v+vo+-反相輸入端同相輸入端輸出端第22頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一通常使用運(yùn)算放大器時(shí)，會將其輸出端與其反相輸入端連接，形成一負(fù)反饋組態(tài)。原因是運(yùn)算放大器的電壓增益非常大，范圍從數(shù)百至數(shù)萬倍不等，使用負(fù)反饋方可保證電路的穩(wěn)定運(yùn)作。但是這并不代表運(yùn)算放大器不能連接成正回饋，相反地，在很多需要產(chǎn)生震蕩訊號的系統(tǒng)中，正回饋組態(tài)的運(yùn)算放大器是很常見的組成元件。第23頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一運(yùn)算放大器的特性參數(shù)理想運(yùn)放各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)具體如下：1．開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)Aod=∞；2．輸入電阻Rid=∞；輸出電阻Rod=03．輸入偏置電流IB1=IB2=0；4．失調(diào)電壓UIO、失調(diào)電流IIO、失調(diào)電壓溫漂、失調(diào)電流溫漂均為零；5．共模抑制比CMRR=∞；6．-3dB帶寬fH=∞；7．無內(nèi)部干擾和噪聲。第24頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一實(shí)際運(yùn)放的參數(shù)達(dá)到如下水平即可以按理想運(yùn)放對待：電壓放大倍數(shù)達(dá)到104～105倍；輸入電阻達(dá)到105Ω；輸出電阻小于幾百歐姆；外電路中的電流遠(yuǎn)大于偏置電流；失調(diào)電壓、失調(diào)電流及其溫漂很小，造成電路的漂移在允許范圍之內(nèi)，電路的穩(wěn)定性符合要求即可；輸入最小信號時(shí)，有一定信噪比，共模抑制比大于等于60dB；帶寬符合電路帶寬要求即可。第25頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一3、運(yùn)算放大器選用時(shí)注意事項(xiàng)

（1）若無特殊要求，應(yīng)盡量選用通用型運(yùn)算放大器。當(dāng)一個電路中含有多個運(yùn)算放大器時(shí)，建議選用雙運(yùn)放（如LM358）或四運(yùn)放（如LM324等）。

（2）應(yīng)正確認(rèn)識、對待各種參數(shù)，不要盲目片面追求指標(biāo)的先進(jìn)，如場效應(yīng)管輸入級的運(yùn)放，其輸入阻抗雖高，但失調(diào)電壓也較大；低功耗運(yùn)放的轉(zhuǎn)換速率必然也較低。各種參數(shù)指標(biāo)是在一定的測試條件下測出的，如果使用條件和測試條件不一致，則指標(biāo)的數(shù)值也將會有差異。第26頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一

（3）當(dāng)用運(yùn)算放大器做弱信號放大時(shí)，應(yīng)特別注意選用失調(diào)及噪聲系數(shù)均很少的運(yùn)算放大器，如ICL7650。同時(shí)應(yīng)保持運(yùn)放同相端對地的等效直流電阻相等。此外，在高輸入阻抗及低失調(diào)、低漂移的高精度運(yùn)算放大器的印制電路板步線方案中，其輸入端應(yīng)加保護(hù)環(huán)。

（4）當(dāng)運(yùn)算放大器用于直流放大時(shí)，必須妥善進(jìn)行調(diào)零。有調(diào)零端的運(yùn)算放大器應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)推薦的調(diào)零電路進(jìn)行調(diào)零；若沒有調(diào)零端的運(yùn)算放大器，則可參考下圖進(jìn)行調(diào)零。第27頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一第28頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一

（5）為了消除運(yùn)算放大器的高頻自激，應(yīng)參照推薦參數(shù)在規(guī)定的消振引腳之間接入適當(dāng)電容消振，同時(shí)應(yīng)盡量避免兩極以上放大器級聯(lián)，以減小消振困難。為了消除內(nèi)阻引起的寄生震蕩，可在運(yùn)放電源端對地就近接去耦電容，考慮到去耦電解電容的電感效應(yīng)，常常在其兩端并聯(lián)一個容量為0.01--0.1uF的瓷片電容。第29頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一二、運(yùn)算放大器的應(yīng)用電路運(yùn)算放大器應(yīng)用極為廣泛，利用運(yùn)算放大器可以構(gòu)成運(yùn)算電路、信號處理中的放大電路、濾波電路、電壓比較器、正弦波振蕩器、非正選撥振蕩器、波形變換電路、信號轉(zhuǎn)換電路等。第30頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一通用運(yùn)算放大器LM324LM324是應(yīng)用非常廣泛、通用性很強(qiáng)的運(yùn)算放大器。引腳功能如圖1所示。LM324不僅用于模擬信號的放大還可以構(gòu)成震蕩器、電壓比較器、觸發(fā)器、定時(shí)器等多種其他電路。下面介紹LM324的典型應(yīng)用實(shí)例。圖1LM324引腳功能第31頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一1電壓比較器如圖2(a)所示為基本的電壓比較器，運(yùn)算放大器A1的同相輸入通過RP調(diào)節(jié)基準(zhǔn)輸入電壓Ua，當(dāng)輸入電壓IN即Ub>Ua時(shí)，輸出OUT為低電平。若把Ua設(shè)置為1/3Vcc，當(dāng)Ub>1/3Vcc時(shí)，輸出為低電平，Ub<1/3Vcc時(shí)輸出為高電平。因此該電路具有反相器的功能。圖2電壓比較器第32頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一圖2(b)所示電路是圖2(a)電路的具體應(yīng)用，它是一個光控電路，通過RP調(diào)節(jié)A1的反相輸入（-）端電位，同相輸入（+）端電位由光敏電阻R2調(diào)節(jié)，光線較強(qiáng)時(shí)，（+）端電位升高，當(dāng)U(+)>U(-)時(shí)，輸出高電平；當(dāng)光線較弱時(shí)，R2阻值變大，U(+)降低，當(dāng)U(+)<U(-)時(shí)，輸出低電平。圖2電壓比較器第33頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一2窗口式電壓比較器如圖3所示電路，輸入電壓在某一區(qū)間之外時(shí)，P點(diǎn)輸出為高電平。輸入電壓的某一區(qū)間范圍之外就是指小于輸入電壓的最低的部分和高于輸出電壓最高的那部分，即去除其中間部分，這個區(qū)間范圍正好與門窗的結(jié)構(gòu)相似，所以稱為“窗口式電壓比較器”。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，可對某一參數(shù)（溫度、壓力、電壓等）的上限、下限進(jìn)行檢測、控制等。圖3窗口式電壓比較器第34頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一圖3窗口式電壓比較器當(dāng)輸入電壓Uc<Ub時(shí)，A2輸出高電平，經(jīng)VD2，P點(diǎn)為高電平；當(dāng)Ub<Uc<Ua時(shí)，A1，A2均輸出低電平；Uc>Ua時(shí)，A1輸出高電平，經(jīng)VD1，P點(diǎn)為高電平。因此，P點(diǎn)響應(yīng)的是輸入電壓Ua～Ub之外的部分。第35頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一寬帶放大器

寬帶放大器（wide-bandamplifier）是上限工作頻率與下限工作頻率之比遠(yuǎn)大于1的放大電路。習(xí)慣上也常把相對頻帶寬度大于20％～30％的放大器列入此類。這類電路主要用于對視頻信號、脈沖信號或射頻信號的放大，是音響、有線電視、無線通信等系統(tǒng)中必不可少的部分。第36頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一一、寬帶放大器種類可以歸入寬帶放大器的有用于時(shí)分多路通信、示波器、數(shù)字電路等方面的基帶放大器或脈沖放大器（帶寬從幾赫到幾十或幾百兆赫），用于測量儀器的直流放大器（帶寬從直流到幾千赫或更高），以及音響設(shè)備中的高保真度音頻放大器（帶寬從幾十赫到幾十千赫）等。第37頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一用于射頻信號放大的寬帶放大器(大多屬于帶通型)，如雷達(dá)或通信接收機(jī)中的中頻放大器，其中心頻率為幾十兆赫或幾百兆赫，通帶寬度可達(dá)中心頻率的百分之幾十。這類寬帶放大器常采用參差調(diào)諧放大的方式，即由幾級調(diào)諧在不同頻率和以調(diào)諧回路為負(fù)載的放大器級聯(lián)而成。也可采用阻容耦合寬帶放大器加帶通濾波器來實(shí)現(xiàn)這類寬帶放大器。第38頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一二、寬帶放大器技術(shù)參數(shù)1、增益放大器的輸出電壓與輸入電壓之比稱為放大器的增益或放大倍數(shù)，用Gp表示。2、頻響放大器對信號增益與頻率的關(guān)系叫放大器的幅頻特性，也叫頻響。用于考核放大系統(tǒng)的增益、帶內(nèi)平坦度、帶外衰減及過度特性等，是在工作頻帶內(nèi)各頻率點(diǎn)電平相對于標(biāo)準(zhǔn)電平的變化量，以分貝表示。第39頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一3、帶寬

(1）單位增益帶寬GBW（Gain-bandwidthProduct）運(yùn)放的閉環(huán)增益為1倍條件下，將一個恒定幅度正弦小信號輸入到運(yùn)放的輸入端，從運(yùn)放的輸出端測得閉環(huán)電壓增益下降3dB（或是相當(dāng)于運(yùn)放輸入信號的0.707）所對應(yīng)的信號頻率。單位增益帶寬是一個很重要的指標(biāo)，對于正弦小信號放大時(shí)，單位增益帶寬等于輸入信號頻率與該頻率下的最大增益的乘積，換句話說，就是當(dāng)知道要處理的信號頻率和信號需要的增益以后，可以計(jì)算出單位增益帶寬，用以選擇合適的運(yùn)放。這用于小信號處理中運(yùn)放選型。第40頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一（2）-3dB帶寬（-3dBbandwidth）將一個恒定幅度的正弦小信號輸入到運(yùn)放的輸入端，從運(yùn)放的輸出端測得開環(huán)電壓增益從運(yùn)放的直流增益下降3dB（或是相當(dāng)于運(yùn)放的直流增益的0.707）所對應(yīng)的信號頻率。這用于很小信號處理。第41頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一（3）全功率帶寬FPBW在額定的負(fù)載時(shí)，運(yùn)放的閉環(huán)增益為1倍條件下，將一個恒定幅度的正弦大信號輸入到運(yùn)放的輸入端，使運(yùn)放輸出幅度達(dá)到最大（允許一定失真）的信號頻率。這個頻率受到運(yùn)放轉(zhuǎn)換速率的限制。近似地，全功率帶寬=轉(zhuǎn)換速率/2πVop（Vop是運(yùn)放的峰值輸出幅度）。全功率帶寬是一個很重要的指標(biāo)，用于大信號處理中運(yùn)放選型。（4）增益平坦度（GainFlatnessoverfrequency）指在一定溫度下，在整個工作頻率范圍內(nèi)，放大器增益變化的范圍。第42頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一4、噪聲系數(shù)放大器的噪聲性能可用噪聲系數(shù)（NF）來表示，它是衡量放大器內(nèi)部雜波的一個指標(biāo)，表示放大器輸入端信噪比相對于輸出端信噪比的倍數(shù)，以dB計(jì)算，NF=（Sin/Nin）/(Sout/Nout),式中Sin/Nin，Sout/Nout分別表示放大器輸入和輸出信噪比。在放大器中，總是希望噪聲系數(shù)本身產(chǎn)生的噪聲愈小愈好，即要求噪聲系數(shù)接近1。5、干擾抑制比放大器對干擾的抑制能力通常稱為對干擾的抑制比。第43頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一6、輸入失調(diào)電壓UIO（InputOffsetVoltage）7、最大輸出電平每個放大器都有一個線性使用范圍，其輸出電平是有特定的限額值的，當(dāng)輸出電平過大超出線性范圍時(shí)，信號就會產(chǎn)生失真。放大器的最大輸出電平通常是指滿頻道輸入時(shí)無失真輸出的最大輸出電平，放大器的最大輸出電平越高，放大器的放大特性越好。第44頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一差分放大器

差分放大器是一種將兩個輸入端電壓的差以一固定增益放大的電子放大器，有時(shí)簡稱為“差放”。差分放大器通常被用作功率放大器（簡稱“功放”）和發(fā)射級耦合邏輯電路(ECL,EmitterCoupledLogic)的輸入級。它是由兩個參數(shù)特性相同的晶體管用直接耦合方式構(gòu)成。若兩個輸入端上分別輸入大小相同且相位相同的信號時(shí)，輸出為零，從而克服零點(diǎn)漂移。適于作直流放大器。第45頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一概念

單端信號：指相對于固定電位的一個信號；單端模式：以單端信號作為檢測信號的工作模式；差分信號：指兩個節(jié)點(diǎn)電位之差，且它們對于某一固定節(jié)點(diǎn)電位的幅值相等而極性相反，嚴(yán)格地說這兩個節(jié)點(diǎn)對于這一固定節(jié)點(diǎn)具有相等的阻抗；差分模式：以差分信號作為檢測信號的工作模式。共模電平：差分信號的中心電位，有輸入共模電平與輸出共模電平之分。第46頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一概述差分模式與單端模式相比，具有以下特點(diǎn)：差分信號作為輸出可以增大最大輸出壓擺。差分工作模式，能很好抑制環(huán)境噪聲（如電源噪聲），即所謂的共模抑制。雖然這是以電路面積為代價(jià)的，但對于在單端模式時(shí)采用其它的方法來抑制環(huán)境噪聲的干擾的電路面積而言還是較小的。差分電路還具有偏置電路簡單和線性度高等優(yōu)點(diǎn)。因而在實(shí)際電路設(shè)計(jì)中經(jīng)常采用差分電路以獲得高性能。第47頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一

總之，差動放大電路既可利用晶體管和電路的對稱性、采用雙端輸出的方式來抑制零點(diǎn)漂移；也可以利用發(fā)射極公共電阻RE的電流負(fù)反饋?zhàn)饔脕矸€(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，并從而抑制每個晶體管的零點(diǎn)漂移，這時(shí)即使采用單端輸出也可以獲得很小的零點(diǎn)漂移。差動放大電路這種抑制零點(diǎn)漂移的能力，也就是對共模輸入信號的放大作用進(jìn)行抑制的能力。第48頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一差分放大器能夠放大差模信號和抑制共模信號的能力，通常采用所謂共模抑制比（C.M.R）這個參數(shù)來表征：C.M.R=[差模輸入信號的放大倍數(shù)]/[共模輸入信號的放大倍數(shù)]。增大RE，選用高β及其高對稱的晶體管，提高電路參數(shù)對稱性，以及減小基極回路的電阻，都可以提高差分放大器的共模抑制比。第49頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一測量放大器

測量放大器也稱為儀表放大器或數(shù)據(jù)放大器,它是一種可以用來放大微弱差值信號的高精度放大器。第50頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一測量放大器的作用用單個運(yùn)放組成的基本放大器綜合性能指標(biāo)一般都不高，只能用在要求不高，條件不太惡劣的場合，當(dāng)它們的性能不能滿足應(yīng)用要求時(shí)，可以使用測量放大器。測量放大器是一種精密的差動電壓增益器件，放大增益可由用戶選擇電阻來設(shè)定。它的主要用途是作傳感器信號的放大，或作差動小信號的前置放大。所以測量放大器也是智能儀器中最常用的放大器之一。第51頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一典型的測量放大器電路結(jié)構(gòu)為對稱性結(jié)構(gòu)如下圖所示：它由三個運(yùn)放和幾個電阻組成。由同相放大器A1,A2構(gòu)成輸入極,信號從A3輸出,第52頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一測量放大器的特點(diǎn)及應(yīng)用測量放大器由于采用對稱結(jié)構(gòu)且信號直接加在輸入端，因此輸入阻抗很高，有很強(qiáng)的抑制共模干擾能力。測量放大器特別適合用于長距離的測量。例如工業(yè)過程中的溫度傳感器熱電偶就經(jīng)常用在很惡劣的環(huán)境中，如用普通放大器放大這樣微弱的傳感器輸出信號，放大器對干擾的抑制能力作用將很弱。一般使用差分測量放大器.第53頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一隔離放大器

隔離放大器的作用及使用場合隔離放大器是一種輸入電路和輸出電路之間電氣絕緣的放大器，一般采用變壓器或光耦合傳遞信號。隔離放大器作用是對模擬信號進(jìn)行隔離,并按照一定的比例放大。在這個隔離、放大的過程中要保證輸出的信號失真要小，線性度、精度、帶寬、隔離耐壓等參數(shù)都要達(dá)到使用要求。對被測對象和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)予以隔離,從而提高共模抑制比,同時(shí)保護(hù)電子儀器設(shè)備和人身安全。第54頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一應(yīng)用于何種場合？隔離放大電器主要用于便攜式測量儀器和某些測控系統(tǒng)（如生物醫(yī)學(xué)人體測量、自動化試驗(yàn)設(shè)備、工業(yè)過程控制系統(tǒng)等）中，能在噪聲環(huán)境下以高阻抗、高共模抑制能力傳送信號。特點(diǎn)：輸入回路與輸出回路之間是電絕緣的。信號傳遞的主要方式：電磁耦合光電耦合第55頁，共64頁，2023年，2月20日，星期一光電耦合器的特點(diǎn)：耦合器中的發(fā)光和光敏元件都是非線性器件。非線性器件傳輸模擬信號將會導(dǎo)致信號失真克服非線性失真通常采取的措施：給非線性器件施加合適的直流