文档介绍：第八章检测电路
同相比例放大器
反相比例放大器
电流电压变换放大器
差动放大器
自举型高输入阻抗放大器
斩波稳零放大器
仪用放大器
隔离放大电路
同相比例放大
Au=1十Ri/R2
R1
-
+
A
+
-
US
RS
R2
UF
U0
输入阻抗
增益
ri+= ri (1十AF)
ri——运放的开环输入阻抗
A——运放的开环增益
F——电路的反馈系数
例:某放大器ri =104Ω开环增益为104 ,F =(闭环增益为10),则放大器的闭环输入阻抗为107Ω。
反相比例放大
Au=–Rf/R1
USS
+
-
U0
-
+
A
R1
R2
Rf
限制带宽
增益
特点:
性能稳定,但输入阻抗较低
注意:
在实际电路中,由于电阻的最大值不能超过10MΩ,R如果要提高反相放大器的输入阻抗,电路的增益要受到限制。
电流电压变换放大
U0=―Rf·is
U0
-
+
R1
R2
Rf
i1
io
A
IS
增益
放大电路的精度取决于Rf的稳定性
差动放大
U0
-
+
A
R1
R1
R2
R2
UC
US/2
US/2
U-
U+
U1
U2
+
+
+
+
-
-
-
-
扩大输入共模电压范围
增益
特点:
提高电路共模抑制比,减小温度漂移。
自举型高输入阻抗放大器
I1
R
2R1
Ui
A1
U0
A2
Rp
R1
Rp
R2
R2
I
Ii
U01
-
+
+
-
A1
斩波稳零放大器
Ф1
Ф2
0
0
T1
T1
T2
T2
A1
OSC
+
-
+
_
A2
+
_
Ui
C1
S1
S3
S2
Ф1
Ф2
①
②
②
①
A3
_
+
Uo
C2
②
①
图中开关S2和电容C1以及S3、C2、A3分别构成两个采样—保持电路。第一个采样—保持电路用来对放大器Al进行动态校零;第二个采样—保持电路用来维持输出电压的连续性。
内部时钟CP由振荡器(OSC)提供,若在时钟。0~T1时间内,开关S1、S2、S3,停在①端位置,即S2接通、S1、S3断开,相应电路状态如下图。
电路的工作分两个阶段,由时钟控制开关完成。
第一阶段为误差检测与寄存
第二阶段为动态校零和放大
放大器工作状态之一
A2
+
_
A1
+
_
UOS1
UC1
UOS2
UO1
C1
+
_
UC2
UO
A3
_
+
C2
+
_
在此时间内
电容Cl记存了Al的失调电压Uos1,此段时间是放大器误差检测和寄存阶段。
由于此时A3与A1之间被切断(S3断开),所以A3的输出电压UO为
U0=Uc2
C2上记有的电压Uc2,是前一时刻放大器A1的输出电压。
在时钟T1~T2时间内,开关S1、S2、S3停留在②端位置上,即S1、S3接通、S2断开,相应的电路状态如图
放大器工作状态之二
A1
+
_
A3
_
+
Ui
-
+
-
+
+
+
_
_
Uos1
Uc1
Uc2
Uo1
C1
C2
U0
这时,Al同相端与输入信号Ui接通,由于A1的反相端还保存着前一时刻的失调电压Uc1=Uos1,所以这时A1的输出电压Uol为
上式表明,A1的输出电压不受放大器失调电压的影响,只与输入信号电压有关。因此,此段工作时间称为“动态校零和放大输入信号”的工作阶段。这时总输出电压Uo为
当时钟控制开关再回到①端位置时,Uc2保持不变,放大器A3(接成跟随器工作)继续以A1vUi的幅值向外输出,保证了输出电压的连续性。
开关的反复通断,Al的漂移不断被校正,这就是动态校零的工作原理。
开关S1、S2、S3一般用MOSFET完成。
(失调误差逐级存储放大器)
开环状态斩波稳零放大器原理图
+
_
A2
+
_
A1
Ui
Uos
Uo1
Uc
U01’
S1
S2
C
U0
当开关S1、S2都接地,即开关处于图示位置时,放大器输入端对地短路,输出失调电压Uoff使电容器C两端充电至Uc=Uoff。 Uoff为
Uoff=A1dUos
电容C上存储的误差信号为放大器输出失调电压,电容器C又称为记忆电容器。A1d为A1放大器的开环电压增益。
当开关S2断开,S1接通输入信号Ui时,放大器输出电压U0为
输出到下一级的电压
可见,输出失调电压完全抵消。即失调电压被存储在输出回路的串接电容两端,利用