測控電子線路 第2章-信號放大電路

第2章信號放大電路■2.1運算放大器的誤差及其補償■2.2典型測量放大電路★■

2.3隔離放大電路★■

2.4噪聲的基礎(chǔ)知識(自學(xué))

作用：放大傳感器輸出的微弱信號。2023/1/142.1.1實際運算放大器及其特性

2.1運算放大器件的主要誤差源序號參數(shù)名稱理想值實際值

1差模增益∞90～100dB以上2共模增益00dB以上3輸入阻抗∞100kΩ～數(shù)兆歐4輸出阻抗010Ω～數(shù)百歐5帶寬0～∞0～10Hz（或0～10kHz）6動態(tài)范圍0～供電電壓有限部分7輸入失調(diào)電壓0納伏至毫伏8輸入失調(diào)電流0皮安至微安9噪聲0納伏至微伏+∞-+N2.1.1實際運算放大器及其特性2.信號放大電路采用負(fù)反饋構(gòu)成閉環(huán)放大器可以擴大帶寬和線性范圍。最主要的誤差因素是噪聲與失調(diào)漂移。固定的失調(diào)可以通過調(diào)整來解決。2.1運算放大器的誤差及其補償2.1.2失調(diào)及其補償

2.1.2失調(diào)及其補償2.1.2.1輸入失調(diào)電壓：零點漂移：隨時間或溫度的變化而變化。引起的輸出失調(diào)電壓為：——輸入電壓為零時的輸出，由于前置放大級不對稱造成。2.1.2.2輸入失調(diào)電流：引起的輸出失調(diào)電壓為：2.1.2.3輸入失調(diào)電壓和輸入失調(diào)電流的測量

1.閉合時，輸出電壓為

2.打開時，輸出電壓為

2.1.2失調(diào)及其補償2.1.2.4輸入失調(diào)電壓和輸入失調(diào)電流的調(diào)整

1．外部調(diào)整法（1）把調(diào)整電壓(mV)加在運放的反相輸入端

2.1.2失調(diào)及其補償調(diào)零點調(diào)整。

2.1.2失調(diào)及其補償（2）把調(diào)整電壓(mV)加在運放的同相輸入端調(diào)零點調(diào)整。

2．內(nèi)部調(diào)整法通過運放的調(diào)整端子，調(diào)零點調(diào)整(圖2-4)。

2.1.3轉(zhuǎn)換速率和最大不失真頻率1．轉(zhuǎn)換速率：（表示輸出電壓跟隨輸入電壓的能力）——運算放大器的輸入為正弦波，而輸出為三角波的斜率。2．最大不失真頻率：若，則最大速率為：

2.1.4運算放大器的振蕩與相位補償在負(fù)反饋放大器中，若輸出與輸入相位移相，則負(fù)反饋→正反饋，從而產(chǎn)生自激振蕩，故外加RC補償網(wǎng)絡(luò)。1．加相位滯后RC網(wǎng)絡(luò)

2.1.4運算放大器的振蕩與相位補償2．加相位超前RC網(wǎng)絡(luò)3．常用的相位補償電路補償或電容性負(fù)載

與運放輸出電阻引起的振蕩?！鲎饔茫悍糯髠鞲衅鬏敵龅碾妷?、電流或電荷信號?！鲱愋停河蓚鞲衅鳑Q定。如：應(yīng)變式傳感器采用電橋放大電路，壓電式傳感器采用電荷放大電路。

2.2典型測量放大電路■幾個重要術(shù)語：開環(huán)增益K：集成運放在開路狀態(tài)下的差模增益；閉環(huán)增益Kf：集成運放在閉環(huán)狀態(tài)下的差模增益；差模信號：集成運放兩輸入端同時輸入極性相反的信號；共模信號：集成運放兩輸入端同時輸入極性相同的信號；差模增益Kd：差模信號輸入時的增益；共模增益Kc：共模信號輸入時的增益；共模抑制比：CMRR=差模增益Kd/共模增益Kc。

2.2典型測量放大電路2.2.1測量放大電路的基本要求①輸入阻抗應(yīng)與傳感器輸出阻抗相匹配；②穩(wěn)定的放大倍數(shù)；③低噪聲；④低的輸入失調(diào)電壓和輸入失調(diào)電流以及低的漂移；⑤足夠的帶寬和轉(zhuǎn)換速率；⑥高共模輸入范圍和高共模抑制比；⑦可調(diào)的閉環(huán)增益；⑧線性好、精度高；⑨成本低。

2.2典型測量放大電路2.2.2反相放大電路特點：性能穩(wěn)定，輸入阻抗低。而且提高輸入阻抗與提高增益之間存在矛盾。1．基本形式uoR3uiR1R2∞N-++2.2.2反相放大電路2．變形的反相放大電路：提高輸入阻抗和增益要求：uoR3uiR1R2R5R4∞N-++——增益提高了

2.2.2反相放大電路3．交流反相放大電路C2——相位補償，防止振蕩。uoR3uiR1R2C1C2∞N-++C1R1——高通濾波器。（?。ù螅┨攸c：輸入阻抗高，精度低，易受干擾。因而用于前置放大器，偶爾用做阻抗變換或隔離級1．基本形式

2.2.3同相放大電路2.2典型測量放大電路R2uoR3uiR1∞N-++

2.2.3同相放大電路2．交流同相放大電路要求：C1R1——高通濾波器。3．跟隨放大電路特點：輸入阻抗很高。uoR2R3uiR1R4C1N∞-++R2uouiR1∞N-++2.2.4差動放大電路差動放大電路：把二個輸入信號分別輸入到運算放大的同相和反相二個輸入端，然后在輸出端取出二個信號的差模成分，抑制二個信號的共模成分。

2.2典型測量放大電路uid=ui2﹣ui1,uic=(ui1+ui2)/2取R1=R3，R2=R4，則特點：只有差模信號，CMRR高，但Zi較低，增益調(diào)節(jié)困難。R3uoR4ui2R1R2ui1∞+-+N2.信號放大電路實際上不可能完全做到R2/R1=R4/R3

2.2典型測量放大電路2.2.5高共模抑制比放大電路■作用：用來抑制傳感器輸出的共模電壓

(包括干擾電壓)

，提高共模抑制比

?！鰬?yīng)用場合：要求共模抑制比大于100dB的場合，例如人體心電測量，信號很微弱，而干擾很大?！龇椒ǎ海?）采用多個集成運放串聯(lián)組成的測量放大電路；

（2）采用差動放大電路，使ui1和ui2的共模電壓抵消，但要求外接電阻完全平衡對稱。2.2.5.1雙運放高共模抑制比放大電路1．反相串聯(lián)型

2.2.5高共模抑制比放大電路取R1=R5，R2=R4——只有差模信號，但輸入阻抗低。ui2ui1R1R2R4R6R5R3=R1∥R2R7=R4∥R5∥R6uo∞+-+N2∞+-+N1uo1

2.2.5.1雙運放高共模抑制比放大電路2．同相串聯(lián)型取R1=R4，R2=R3——只有差模信號，輸入阻抗很高。uoui2ui1R4R3uo1R2R1∞+-+N1∞+-+N2

2.2.5高共模抑制比放大電路*2.2.5.2三運放高共模抑制比放大電路N1N2：性能一致，平衡對稱，構(gòu)成差動放大輸入級。N3：雙端輸入單端輸出的輸出級，進(jìn)一步抑制N1N2

共模信號。R4uo1ui1ui2uo2R1R0R2R7RPR8R3R6uoR5∞+-+N1IR∞-++N2∞-++N3ui1ui2u'o2取R3=R4，R5=R6，差模增益：通常?。篟1=R2，R3=R4，R5=R6——外接電阻平衡對稱。

2.2.5.2三運放高共模抑制比放大電路INA114內(nèi)部結(jié)構(gòu)

2.2.5.2三運放高共模抑制比放大電路INA114集成運放與測量電橋的連接：

2.2.5.2三運放高共模抑制比放大電路R0uoINA11418327654+5V-5V1．屏蔽電纜等效電路2.2.5.3有源屏蔽驅(qū)動電路Rs1Rs2——傳感器內(nèi)阻；C1C2——電纜輸入芯線與屏蔽層之間的電容。傳感器共模輸入信號uic在Rs1和Rs2上產(chǎn)生的壓降分別為：uicuicRS1C1uR1aRS2差動放大器uoabui1ui2RS1C1C2電纜屏蔽層接地a和b兩端的共模信號分別為：——uic對差動運放產(chǎn)生的差模輸入信號?！捎赗s1C1≠Rs2C2，共模抑制比下降。

2.2.5.3有源屏蔽驅(qū)動電路uicRS1C1uR1a2．屏蔽電纜驅(qū)動電路N1N2構(gòu)成同相比例差動放大器，輸入端的共模電壓1:1輸出。由于電路對稱uc=uic，即兩輸入電纜的屏蔽層由uic驅(qū)動，而不是接地，相當(dāng)于屏蔽電纜等效電路中C1C2公共端接uic。

2.2.5.3有源屏蔽驅(qū)動電路∞+-+N1ui2R1R5R2R0R0ui1ucuoR4R3R3R4∞-++N2∞-++N3電纜屏蔽層不接地，由共模電壓驅(qū)動什么是有源屏蔽驅(qū)動電路？將差動式傳感器的兩個輸出經(jīng)兩個運算放大器構(gòu)成的同相比例差動放大后，使其輸入端的共模電壓1∶1地輸出，并通過輸出端各自電阻（阻值相等）加到傳感器的兩個電纜屏蔽層上，即兩個輸入電纜的屏蔽層由共模輸入電壓驅(qū)動，而不是接地，電纜輸入芯線和屏蔽層之間的共模電壓為零，這種電路就是有源屏蔽驅(qū)動電路。應(yīng)用于何種場合?經(jīng)常使用于差動式傳感器，如電容傳感器、壓阻傳感器和電感傳感器等組成的高精度測控系統(tǒng)中。2.2.5.3有源屏蔽驅(qū)動電路

2.2典型測量放大電路2.2.6電橋放大電路■作用：將電阻、電容、電感傳感器通過電橋后輸出的電壓或電流信號作進(jìn)一步放大?！鼋M成：由傳感器電橋和運算放大器組成，或由傳感器和運算放大器直接構(gòu)成電橋放大電路?！鰬?yīng)用場合：應(yīng)用于電參量式傳感器，如電阻應(yīng)變式、電容式傳感器、電感式傳感器等。

2.2.6電橋放大電路2.2.6.1單端輸入電橋放大電路1．反相輸入型(虛地)(虛斷)特點：增益與橋臂電阻無關(guān)，增益穩(wěn)定，單臂電橋非線性。Z1Z2Z4Z3R2R1bauou+-∞+-+N2．同相輸入型特點：輸出與反相輸入型符號相反，特點相同，輸入阻抗高。

2.2.6.1單端輸入電橋放大電路R+ΔRR2R1uo+-aRRRu∞+-+N2.2.6.2差動輸入電橋放大電路

2.2.6電橋放大電路特點：增益與橋臂電阻有關(guān)，增益不穩(wěn)定，且非線性。R2=R1R1uR(1+δ)uaubRRRuo∞+-+N(ua=ub)

2.2.6電橋放大電路*2.2.6.3線性電橋放大電路特點：傳感器接在反饋回路，線性好，量程大，但靈敏度低。uoR3R2

=R(1+δ)R1uuaR1ub∞+-+N■方法：（1）自動調(diào)零放大電路；

（2）低漂移單片集成運算放大器；

（3）由通用集成運算放大器組成的斬波穩(wěn)零放大

電路。

2.2典型測量放大電路2.2.7低漂移放大電路■作用：減小輸入失調(diào)電壓U0s和低頻干擾引起的零點漂移Uc

2.2.7低漂移放大電路*2.2.7.1自動調(diào)零放大電路由一塊四運放和一塊四位模擬開關(guān)組成。N1：主運放N2：誤差保持電路N3：驅(qū)動開關(guān)Sa1、Sa2N4：驅(qū)動開關(guān)Sb1、Sb2∞-++N3UoK1C1Sa2R2Sb2Sa1-++N1K2-++N2UiSb1R1∞-++N41．誤差保持當(dāng)N3輸出高電平，N4輸出低電平時，Sa1Sa2閉合，Sb1Sb2斷開，電路處于自動調(diào)零狀態(tài)，其誤差保持電路如下：——U0s1寄存在C1上，誤差保持。

2.2.7.1自動調(diào)零放大電路K2C1UC1Uo1R1R2K1-++N1-++N2U0s1U0s22．調(diào)零放大當(dāng)N3輸出低電平，N4輸出高電平時，Sa1Sa2斷開，Sb1Sb2閉合，電路進(jìn)入放大狀態(tài)，其調(diào)零放大電路如下：

實現(xiàn)了對失調(diào)電壓的校正，達(dá)到了自動調(diào)零的目的，也起到了放大作用。輸出穩(wěn)定，U0s和Uc降低，電路成本低。

2.2.7.1自動調(diào)零放大電路UoC1UiR1R2K1-++N1U0s12.2.7.2低漂移集成運算放大器

2.2.7低漂移放大電路1．輪換自動校零集成運算放大器(CAZ運算放大器)a)N1調(diào)零放大，N2誤差保持輸出C1GR－輸入

∞-++N1∞-++N2R+輸入

C2b)N1誤差保持，N2調(diào)零放大C1G－輸入C2+輸入

輸出

R∞-++N1∞-++N2RN1N2性能一致，通過模擬開關(guān)使N1N2交替地工作在調(diào)零放大和誤差保持兩種不同的狀態(tài)。

G為自動校零輸入端，必須接到系統(tǒng)的零線，使放大器在自動校零時無信號輸入。

C1C2為外接電容，在校零狀態(tài)時寄存放大器的U0s和低頻瞬時干擾電壓Uc。當(dāng)轉(zhuǎn)換成放大狀態(tài)時，電容上寄存的電壓正好抵消了放大器的U0s和Uc，達(dá)到自動校零的目的，且放大了輸入信號。特點：輸出穩(wěn)定，性能好，但對共模電壓無抑制作用。

2.2.7.2低漂移集成運算放大器什么是CAZ運算放大器？它與自動調(diào)零放大電路的主要區(qū)別是什么？何種場合下采用較為合適？CAZ運算放大器是輪換自動校零集成運算放大器的簡稱，它通過模擬開關(guān)的切換，使內(nèi)部兩個性能一致的運算放大器交替地工作在信號放大和自動校零兩種不同的狀態(tài)。它與自動調(diào)零放大電路的主要區(qū)別是由于兩個放大器輪換工作，因此始終保持有一個運算放大器對輸入信號進(jìn)行放大并輸出，輸出穩(wěn)定無波動，性能優(yōu)于由通用集成運算放大器組成的自動調(diào)零放大電路，但是電路成本較高，且對共模電壓無抑制作用。應(yīng)用于傳感器輸出信號極為微弱，輸出要求穩(wěn)定、漂移極低，對共模電壓抑制要求不高的場合。2．?dāng)夭ǚ€(wěn)零集成運算放大器(ICL7650)內(nèi)部調(diào)制補償電路箝位電路外時鐘輸入GSaSb時鐘輸出N1：主運放N2：調(diào)零放大器A1A2：N1N2側(cè)向輸入端C1C2：外接電容，寄存U0s和Uc

2.2.7.2低漂移集成運算放大器UiSb1Sb2Sa2C1C2Sa1A1A2Uo1Uo2∞+-+N1∞+-+N2+-U0s1U0s2（1）誤差檢測和寄存階段時鐘為高電平時，Sa1Sa2閉合，Sb1Sb2斷開，N2兩輸入端被短接，只有輸入失調(diào)電壓U0s2和共模信號Uc作用，其輸出由電容C2寄存，并反饋到N2的側(cè)向輸入端A2，此時——誤差項，寄存在C2上。

2.2.7.2低漂移集成運算放大器UiC1C2A1A2Uo1Uo2∞+-+N1∞+-+N2+-U0s1U0s2

2.2.7.2低漂移集成運算放大器（2）校零和放大階段時鐘為低電平時，Sa1Sa2斷開，Sb1Sb2閉合，輸入信號Ui同時作用到N1、N2的輸入端，此時

——C2上寄存的電壓與N2的U0s2、Uc抵消，達(dá)到穩(wěn)零目的。UiC1C2A1A2Uo1Uo2∞+-+N1∞+-+N2+-U0s1U0s2Uc2

2.2.7.2低漂移集成運算放大器ICL7650特點：具有失調(diào)電壓影響小，共模抑制比高，增益高、輸入阻抗高等優(yōu)點，但價格高?！斎胧д{(diào)電壓減小了K2倍?！材Ｒ种票忍岣吡薑2倍。

2.2典型測量放大電路2.2.8高輸入阻抗放大電路■作用：提高反相(或差動)運算放大器的輸入阻抗，與電容式、壓電式傳感器的高輸出阻抗相匹配。

■方法：（1）在放大電路輸入端加接電壓跟隨器，但會引入共模誤差；

（2）采用高輸入阻抗的集成運算放大器；

（3）采用通用集成運算放大器組成的自舉電路。

2.2.8高輸入阻抗放大電路2.2.8.1高輸入阻抗集成運算放大器（1）輸入級采用N溝道增強型絕緣柵場效應(yīng)管(MOS-FET)，如：CA3140、CA3260等，輸入阻抗高達(dá)；（2）輸入級采用結(jié)型場效應(yīng)管(JFET)，如：LF356、LF412、LM310、LF444等，輸入阻抗為

；（3）輸入級采用N溝道和P溝道兩管互補型場效應(yīng)管(CMOS-FET)，如：ICL7613、ICL7641B/C，輸入阻抗。2.2.8.1高輸入阻抗集成運算放大器使用時安裝在印刷電路板上，會有漏電流流入形成干擾。故在運放的高阻抗輸入端加屏蔽層，并接到低阻抗處。這樣，屏蔽層與高阻抗之間幾乎無電位差，可防止漏電流的流入。uiuo∞+-+Na)電壓跟隨器b)同相放大器c)反相放大器∞+-+NuouiR1R2R3=R1//R2uo∞+-+NuiR1R22.2.8.2自舉式高輸入阻抗放大電路

2.2.8高輸入阻抗放大電路■何謂自舉電路?

自舉電路是利用反饋使輸入電阻的兩端近似為等電位，減小向輸入回路索取電流，從而提高輸入阻抗的電路?！鍪遣皇撬星闆r下都要求放大電路具有高的輸入阻抗？

高輸入阻抗電路常應(yīng)用于傳感器的輸出阻抗很高的測量放大電路中。如電容式、壓電式傳感器的測量放大電路。2.2.8.2自舉式高輸入阻抗放大電路b)交流電壓跟隨電路∞+-+NuiR1R2C1R3C2uoa)同相交流放大電路uiuo∞+-+NR1R2R3C1C2利用C2將運放兩輸入端之間的交流電壓作用在R1兩端。理想情況下兩輸入端電位近似相等(虛短)，無電流流過R1，故對交流而言。要求：R3=R1+R2——減小輸入失調(diào)電壓和輸入偏置電流。2.2.8.2自舉式高輸入阻抗放大電路輸入電阻為：當(dāng)R2=R1時，Ri→∞，i1=i2

，即N1的輸入電流全部由N2提供，輸入回路無電流。uo1uii1i2R1iuo22R1R3R2∞-++N1∞-++R3N2c)自舉組合電路

2.2典型測量放大電路2.2.9電荷放大電路■作用：將壓電或電容傳感器輸出的電荷信號放大為電壓信號，并進(jìn)行阻抗變換。電荷放大器的輸出電壓與輸入電荷成正比，與反饋電容成反比，而與電路其他參數(shù)無關(guān)。2.2.9.1基本原理1.理想情況傳感器輸出電荷對反饋電容充電，即Quo∞+-+NC2.實際等效電路R——電容C的放電回路，減小零漂、穩(wěn)定工作點。

2.2.9電荷放大電路把R和C等效到N的輸入端：，uo∞+-+NCRQCsRsCcCiRiiui

2.2.9電荷放大電路當(dāng)Ci可忽略，且頻率較高

，K為有限值時：2.2.9.2電荷放大電路的特性1.開環(huán)電壓增益K的影響相對誤差：——相對誤差與開環(huán)電壓增益K成反比。2.頻率特性2.2.9.2電荷放大電路的特性當(dāng)時，。因此電荷放大器增益下降3dB時，對應(yīng)的下限截止頻率為：

高頻響應(yīng)很好，低頻響應(yīng)差。且當(dāng)電纜較長時，電纜分布電容對相對誤差和上限頻率有關(guān)，故選低電容電纜。3.噪聲與漂移噪聲：增大Cc、減小C時，輸出電壓噪聲增大。零漂：增大R、減小電纜絕緣電阻Rc和Ri時，漂移增大。綜合考慮：，

2.2.9電荷放大電路2.2.9.3電荷放大電路實例∞+-+N2uo∞+-+N1CRQ+15VR12VD14558VD2-15V3μA74161874RPu1R2S2S1aS1b實例123674

2.2.9電荷放大電路2.2.9.3電荷放大電路實例∞+-+N2uo∞+-+N12000pFAD544L實例2QCsCcRCRP1RP2R1PV-9647μFμA766-E815R1——限流電阻；RP1——調(diào)整增益；RP2——調(diào)節(jié)失調(diào)； N2——電壓放大。 N1——電荷/電壓轉(zhuǎn)換；236

2.2典型測量放大電路2.2.10增益調(diào)整放大電路■作用：由輸入信號的大小，調(diào)整閉環(huán)增益，使輸出信號固定在一定范圍。2.2.10.1手動增益調(diào)整放大電路uo∞+-+NR1u1u2ui1ui2R2R2R2R2R1i1i2i3i4u3u4R2.2.10.1手動增益調(diào)整放大電路uo∞+-+NR1u1u2ui1ui2R2R2R2R2R1i1i2i3i4u3u4R2.2.10增益調(diào)整放大電路2.2.10.2自動增益調(diào)整放大電路1.改變反饋電阻V——N溝道結(jié)型場效應(yīng)管，高電平(0)導(dǎo)通，低電平(負(fù))夾斷。uo∞+-+NR1uiR2R3i1i2i3i4ur控制信號R4V當(dāng)ui較小時，控制信號為高電平(0)，V導(dǎo)通，r很小，Kf=max；當(dāng)ui較大時(超過某界限)，控制信號為低電平(負(fù))，V夾斷，r很大，Kf=min；2.2.10.2自動增益調(diào)整放大電路uo∞+-+NR1uiR2R3i1i2i3i4ur控制信號R4V2.改變輸入電阻2.2.10.2自動增益調(diào)整放大電路當(dāng)ui較小時，控制信號為低電平(0)，V1和V2都導(dǎo)通，r很小，Kf=max；當(dāng)ui超過某界限時，控制信號為高電平(正)，V1截止，V2夾斷，r很大，Kf=min；uo∞+-+N+9V控制信號uiR2R3V2R1-6VV1r2.2.10.3可編程增益放大電路(PGA)2.2.10增益調(diào)整放大電路*1.通用運放可編程增益放大電路多路模擬開關(guān)：采用P溝道結(jié)型場效應(yīng)管(JFET)陣列，高電平(正)夾斷，低電平(0)導(dǎo)通。二極管：提高開關(guān)斷開時的抗干擾能力。即開關(guān)斷開時，

Ui使Uo高于柵極電位，二極管正向偏置，則開關(guān)的源極被箝位到0.6V左右，確保開關(guān)斷開。運放：(單運放)，LM353(三運放)，LM324(四運放)Uo∞+-+NUiR1R2ABCD（1）單運放式2.2.10.3可編程增益放大電路(PGA)開關(guān)的通斷改變了運放的并聯(lián)反饋電阻Rx(24種增益)KfABCD-100

-50

-10

-2

-1

1

1

1

1

1

1

1

0

1

1

1

0

1

1

1

1

1

1

0

0

Rx∞2.2.10.3可編程增益放大電路(PGA)KfABC0

1

1

1

1

0

1

1

0

（2）多運放并聯(lián)式開關(guān)的通斷，取決于從哪個運放取輸出。放大單元多，成本高，較少采用。Uo∞+-+N1R2AR1∞+-+N2R4BR3∞+-+N3R6CR5Ui2.2.10.3可編程增益放大電路(PGA)（3）多運放串聯(lián)式開關(guān)的通斷，取決于放大單元的個數(shù)(AD521、AD522等)。放大單元多，成本高，但可提高增益。UoUiCBA∞+-+N2R4R3∞+-+N1R2R1∞+-+N3R6R5DKfABCD1

Kf1

Kf1Kf2

Kf1Kf2Kf3

0

1

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11

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1

11

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0

1Uo∞+-+NR1R2ABCD2.數(shù)字式可編程增益放大電路2.2.10.3可編程增益放大電路(PGA)Kf-15

-14-13

-12

-11

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1

Ui開關(guān)的通斷改變了運放的反相輸入端電阻(24種增益)（1）改變輸入電阻2.2.10.3可編程增益放大電路(PGA)開關(guān)的通斷，同時改變了輸入電阻和反饋電阻。Kf1

24

8

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UiUoCBARR∞+-+ND2R4R（2）改變輸入電阻和反饋電阻2.2.10.3可編程增益放大電路(PGA)開關(guān)的通斷，同時改變了輸入電阻和反饋電阻。N個電阻可得到1~N正整數(shù)的N種增益。UoR1∞+-+NRN-1RNUiR2N

路模擬開關(guān)NN-1321（3）任意正整數(shù)增益2.2.10.3可編程增益放大電路(PGA)UoR1∞+-+NRN-1RNUiR2N

路模擬開關(guān)NN-1321開關(guān)1閉合，Kf=1，Ra=0，Rb=R1+R2++RN，跟隨器…開關(guān)2閉合，Kf=2，Ra=RN，Rb=R1+R2++RN-1，Ra=Rb…開關(guān)3閉合，Kf=3，Ra=RN+RN-1，Rb=R1+R2++RN-2，Ra=2Rb…開關(guān)N閉合，Kf=N，Ra=RN+RN-1++R2，Rb=R1，Ra=(N-1)Rb…………*

3.集成可編程增益放大電路2.2.10.3可編程增益放大電路(PGA)UoSa1∞+-+N3Ui1∞+-+N1∞+-+N2譯碼器和開關(guān)驅(qū)動電路Ui2數(shù)字地151614D1D0Sa2Sa4Sb1Sb2Sb3Sb48761011121393Sa3Sa3Kf11

25

10

0

0

01

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1

1

1

D1D0閉合開關(guān)Sa1Sb1Sa2Sb2Sb3Sa4Sb4=1，4，10R8

2.3隔離放大電路■作用：將輸入、輸出和電源電路進(jìn)行隔離，使他們之間沒有直接的電路耦合，即信號在傳輸過程中沒有公共的接地端?！龇椒ǎ翰捎秒姶篷詈?變壓器)和光電耦合?！鰬?yīng)用場合：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。第2章信號放大電路1.組成及符號－＋2.3隔離放大電路2.3.1基本原理Ciso——隔離電容(典型值20pF)Riso——隔離電阻(很大)uiso——隔離模電壓，指隔離器兩端或輸入端與輸出端兩公共地之間能承受的共模電壓。輸入放大器R1R1R2RisoCisoR2uo隔離器輸出放大器－＋uducuiso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－＋2.3隔離放大電路2.原理框圖浮置電源光耦合器輸入放大器－＋輸出放大器輸