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电桥放大器的原理与应用

电桥放大器的原理与应用
电桥放大器的原理与应用

电桥放大器的原理及应用

摘要:在非电量测量仪器中经常采用电阻传感器,通过对电阻传感器中电阻的相对变化的测量来检测一些非电量。电阻传感器都是通过电桥的连接方式,将被测非电量转换成电压或电流信号,并用放大器做进一步放大。这种由电阻传感器电桥和运放组成的运放电路被称为电桥放大器。电桥放大器是非电量测试系统中常见的一种放大电路[1]。本文将主要介绍电桥放大器的原理、应用及应用中出现的问题和解决办法。

关键词:电桥放大器;非电量测量;非线性误差

The Principle and Application of the Bridge Amplifier

Abstract:Resistive sensors are often used in non-power measuring instruments and the measurement of the resistor's relative change in resistive sensor can be used to detect some of the non-electricity. Resistive sensors are based on the connection of the bridge and the measured non-electricity is converted into a voltage or current signal and then amplifier further amplification. The op amp circuit composed of resistive sensor bridge and op amp is called Bridge Amplifier. Bridge Amplifier is a common kind of amplifier circuit in a non-electricity test system.This article will focus on the Bridge Amplifier's principles,applications,application problems and solutions.

Keywords: Bridge amplifier;Non-power measurement;Nonlinearity error

引言

在现代电子技术的发展中,电子检测技术得到了广泛的应用,在非电量的检测中, 常常使用电阻传感器将一些非电物理量如压力、光、热、湿度、流量等转换为电阻量的变化, 然后再转换为电压进行测量。由于传感器的变化量常常是在一个参考状态的初始值基础上进行变化, 为了获取纯变化量, 一般利用电桥电路来抑制初始值。在电桥电路的输出较小时, 又需要用集成运算放大器与之配合, 这样就形成了应用广泛的电阻电桥传感放大器[2]。本文将对电桥放大器做一些研究,先阐述其基本原理,然后再讨论其应用及在应用中出现的问题和解决方法。

1 电桥放大器

图1所示为单端反相输入电桥放大器电路。图中,电桥对角线a 、b 两端的开路输出电压ab U 为

图1 单端反相输入电桥放大器

ab U 通过运算放大器A 进行放大。

由于电桥电源U 是浮置的,所以U 在1R 和2R 中无电流流过。因a 点为虚地,故0U 反馈到1R 两端的电压定是ab U -,即

于是可得

若令)1(3421δ+====R Z R Z Z Z ,,δ为传感器电阻的相对变化率,R R /?=δ,则有

由此可知,单臂反相输入电桥放大器的增益与桥臂电阻无关,增益比较稳定,只需要调节1R 或2R ,就可以方便的实现电路增益的调节。但该电路的电桥电源一定要浮置,这给电路设计带来麻烦,而且电路输出电压0U 与桥臂电阻的相对变化率δ是非线性关系,只有当1<<δ时,0U 与δ才近似按线性变化[3]。 1.2 差动输入电桥放大器

图2

所示电路是把传感器电桥两输出端分别与差动运算放大器的两输入端相连,

U

Z Z Z Z Z Z U )(

3

13424

ab +-+=U

Z Z Z Z Z Z R R R U )(3

13424

2110+-+=+23142011324-(1)()()

Z Z Z Z R U U R Z Z Z Z =+

++201(1)

412

R U U R δ

δ

=+

+

图2 差动输入电桥放大器

当R R >>2时有:

若运算放大器为理想工作状态,即N I u u =,可得:

设可变电阻的变化系数1<<δ,且R R >>2,则上式可以简化为:

式中E 为桥路的参考电压值。分析该式可知:

⑴ 当δ很小时,电桥放大器的输出电压与变量呈现线性关系,即此时非线性误差才可以忽略。

⑵在u 的简化过程中,基于假设条件,即R R >>2,获得了输出电压的简化式;由于输出电压的表达式中含有电桥电阻R ,因此,温度的变化将直接影响电桥元件R 的大小,直接影响运放增益的温度特性,因而在设计时要求R 和2R 的温度稳定性要好;如果R R >>2,则电桥负载的影响将不明显。

⑶该电路的主要优点是电路组成简单,只需要一个具有高共模抑制比的仪用运放,而且灵敏度较高。 1.3 宽偏移电桥放大器

上面两种电桥放大器,只有当δ很小时,输出电压和δ

之间才具有较好的线性关

2(1)

,222I N R E E u u

u R R δδ

+=+=

++22(1)

4

1()2

R E

u R δδ=+

+2

2E

u R R

δ=

系,当δ较大时(约大于0.1~0.2)时,非线性就变得逐渐显著起来。为了使输出电压与传感器电阻相对变化率δ成线性关系,可把传感器构成的可变桥臂)1(δ+R 接在运算放大器的反馈回路中,如图3所示[4]。

图3 宽偏移电桥放大器

若运算放大器为理想工作状态,此时b a u u =,则放大器A 两输入端输入电压a u 、

b u 和输出电压o u 分别为

当R R =3时,上式可写成

式中,R 为传感器的名义电阻。分析上式表明,输出信号电压与偏移量成正比。一般具有高测量系数的半导体应变计、热敏电阻等均可采用这种电路。需要注意的问题:

⑴ 为增强桥路抗共模干扰能力,元件应当匹配。两个输入电阻1R 的电阻值必须相等。

⑵ 在改变灵敏度(或者调解增益)时,需要调解两个电阻值以保持输入电压为零,所以该电路的校准很困难。

⑶ 该电路的量程较大,但灵敏度较低,而且还要注意,当δ过大时,由于运算放大器输入失调电流的影响将会在输出端产生误差[5]。 1.4 线性电桥放大器

如图4所示的电路是一种线性优良的电桥放大器电路。该电路允许δ

在很宽的围

11

2

2121

(-)[]o o a u u R u R uR u u R R R R +=+=++331

b uR u R R =

+33222113113

-[(1)()-]o R R R R R u u u R R R R R R =+

=++1-o Ru u R R

δ=+

变化,保持输入电压的非线性误差小于0.1%。图4的桥式电路有三个电阻R 和可变电阻)1(δ+R 构成桥路,并有三个运放构成,A 为电桥差动放大电路,电桥参考电压'-E 由运放A1提供,E +由A1和A2的组合提供。其中A2为单位增益反相器。

图4 线性优良的电桥放大器

分析该图,可得该桥路的输出电压为:

式中'E 为加在桥路两端的电压,分别由A1和A2决定,且'E 为

将输出电压o u 代入上式,可以得到'E ,即

式中:E 为电路的参考电压值,分析上式可得,'E 和E 是非线性关系,将'E 代入输出电压表达式,则有:

上式即为图4所示桥路的

输出电压的表达式。分析该式可

知,输出电压o u 与偏移量δ是非线性关系,为了使其线性化,

可取桥路元件满足以下

2'(1)

212

f o R E u R δ

δ

=+

+2

1

'o R E E u R =+

21'21-(1)

2f E E R R R R δ

δ

=

+

+212(1)

221-(1)

2f

o f R E

R u R R R R δ

δδδ+

+=

++

条件式,即

将该条件式代入输出电压o u 表达式和参考电压'E 的表达式,化简可得桥路参考电压

'E 为

因此,该桥路的输出电压o u 的表达式为

分析上式可知:

⑴ 尽管桥路两端参考电压与偏移量δ有关,且是非线性函数,但当给定条件式时,输出电压o u 与偏移量δ是线性关系。

⑵ 输出电压o u 与偏移量δ成正比,因此E 起到线性补偿作用。 ⑶ 参考电压E 可以是直流,也可以是交流,但其幅度应该相当稳定。 在调整电路中,应根据电桥灵敏度选取电阻R 和f R 的值,再由关系式

)/21(/21R R R R f +=确定电阻1R 和2R 。图4所示电路是一个实用电路,一般可以选

取电阻值1R =30k Ω,2R =10k Ω,3R =5k1Ω,f R =2k2Ω。根据f R 的值可以确定R 值和δ的变化围。若R 值很大,可重新选取其它电阻值。E 为基准电压,一般选用温度系数特性良好的稳压管如2DW7C 或LM399来完成,或者用有源电路来设计高精度基准电压源作为基准电压[6]。

2 电桥放大器的性能改善

2.1 消除电桥非线性误差

由于桥臂传感器电阻的变化与电桥不平衡输出电压之间呈现非线性特性,尤其在电阻值变化较大时,不平衡输出电压的非线性愈加严重,因而极影响了不平衡电桥的测量准确度,限制了它的应用围[7]。电桥直接输出的不平衡电压信号很小,必须通过放大器放大几百倍,甚至上千倍,放大器失调电压及其漂移也是影响系统测量准确度的重要因素。为了提高系统测量的准确度,必须研究不平衡输出电压的非线性误差和放大器失调电压对系统准确度的影响,为提高测量系统准确度提供理论指导[8]。现在我们以电桥非线性和放大器失调电压为主要误差对象,讨论了几种减小测量误差的有源电桥。

1

212f R R R R

=+'(1)

2

E E δ

=+2(1)2f o R E u R

δ=

+

图5 电压反馈消除电桥非线性误差电路

忽略放大器的输入电流,由图5得:

10V I R V +=+

-20

V I R V =+

02-(1)O os V KE V K =++

10(-)/2I V V R

+= 2-0(-)/(2)I V V R R =+?

0-1(--)os E V V V A

+=

由以上各式可求得:

210-(1)-2(2)42-os os RAV K V RA R R V A

E R R RAK ?+?+?=

+??

上式可知,满足电桥输出线性化响应的条件为02=?-?RAK R ,即A K /2=,将该式代入上式化简为:

2(2)--(1)

os V A R RAV R E V A +???=+R R R +ΔR R R F K RF A 1A 2

V V +V -V o s2

V o s1V 0

E0I1I2

放大电路原理

放大电路原理 放大器有交流放大器和直流放大器。交流放大器又可按频率分为低频、中源和高频;接输出信号强弱分成电压放大、功率放大等。此外还有用集成运算放大器和特殊晶体管作器件的放大器。它是电子电路中最复杂多变的电路。但初学者经常遇到的也只是少数几种较为典型的放大电路。 读放大电路图时也还是按照“逐级分解、抓住关键、细致分析、全面综合”的原则和步骤进行。首先把整个放大电路按输入、输出逐级分开,然后逐级抓住关键进行分析弄通原理。放大电路有它本身的特点:一是有静态和动态两种工作状态,所以有时往往要画出它的直流通路和交流通路才能进行分析;二是电路往往加有负反馈,这种反馈有时在本级内,有时是从后级反馈到前级,所以在分析这一级时还要能“瞻前顾后”。在弄通每一级的原理之后就可以把整个电路串通起来进行全面综合。 下面我们介绍几种常见的放大电路。 低频电压放大器 低频电压放大器是指工作频率在 20 赫~ 20 千赫之间、输出要求有一定电压值而不要求很强的电流的放大器。 ( 1 )共发射极放大电路 图 1 ( a )是共发射极放大电路。 C1 是输入电容, C2 是输出电容,三极管 VT 就是起放大作用的器件, RB 是基极偏置电阻 ,RC 是集电极负载电阻。 1 、 3 端是输入, 2 、3 端是输出。 3 端是公共点,通常是接地的,也称“地”端。静态时的直流通路见图 1 ( b ),动态时交流通路见图 1 ( c )。电路的特点是电压放大倍数从十几到一百多,输出电压的相位和输入电压是相反的,性能不够稳定,可用于一般场合。

( 2 )分压式偏置共发射极放大电路 图 2 比图 1 多用 3 个元件。基极电压是由 RB1 和 RB2 分压取得的,所以称为分压偏置。发射极中增加电阻 RE 和电容 CE , CE 称交流旁路电容,对交流是短路的; RE 则有直流负反馈作用。所谓反馈是指把输出的变化通过某种方式送到输入端,作为输入的一部分。如果送回部分和原来的输入部分是相减的,就是负反馈。图中基极真正的输入电压是RB2 上电压和 RE 上电压的差值,所以是负反馈。由于采取了上面两个措施,使电路工作稳定性能提高,是应用最广的放大电路。 ( 3 )射极输出器 图 3 ( a )是一个射极输出器。它的输出电压是从射极输出的。图 3 ( b )是它的交流通路图,可以看到它是共集电极放大电路。

放大电路的组成及工作原理

2、4 放大电路的组成及工作原理 参考教材:《模拟电子技术基础》孙小子张企民主编西安:西安电子科技大学出版社 一、教学目标及要求 1、通过本次课的教学,使学生了解晶体管组成的基本放大电路的三种类型,掌 握放大电路的组成元器件及各元器件的作用,理解放大电路的工作原理。 2、通过本节课的学习,培养学生定性分析学习意识,使学生掌握理论结合生活 实际的分析能力。 二、教学重点 1、共发射极放大电路的组成元器件及各元器件作用; 2、共发射极放大电路的工作原理。 三、教学难点 1、共发射极放大电路的组成元器件及各元器件作用; 2、共发射极放大电路的工作原理。 四、教学方法及学时 1、讲授法 2、1个学时 五、教学过程 (一)导入新课 同学们,上节课我们已经学习了晶体管内部载流子运动的特性以及由此引起的晶体管的一些外部特性,比如说晶体管的输入输出特性等,在这里,我要强调一下,我们需要把更多的注意力放在关注晶体管的外部特性上,而没有必要细究内部载流子的特点。由晶体管的输出特性,我们知道,当晶体管的外部工作条件不同时,晶体管可以工作在三个不同的区间。分别为:放大区、截止区、饱与区,其中放大区就是我们日常生活中较为常用的一种工作区间。大家就是否还记得,晶体管工作在放大区时所需要的外部条件就是什么不(发射结正偏,集电结反偏)?这节课,我们将要进入一个晶体管工作在放大区时,在实际生活中应用的新内容学习。 2、4放大器的组成及工作原理 一、放大的概念 放大: 利用一定的外部工具,使原物体的形状或大小等一系列属性按一定的比例扩大的过程。日常生活中,利用扩音机放大声音,就是电子学中最常见的放大。其原理框图为: 声音声音 扩音器原理框图 由此例子,我们知道,放大器大致可以分为:输入信号、放大电路、直流电源、输出信号等四部分,它主要用于放大小信号,其输出电压或电流在幅度上得到了放大,输出信号的能量得到了加强。对放大电路的基本要求:一就是信号不失真,二就是要放大。 二、基本放大电路的组成

运算放大器构造及原理

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运算放大器的工作原理 放大器的作用: 1、能把输入讯号的电压或功率放大的装置,由电子管或晶体管、电源变压器和其他电器元件组成。用在通讯、广播、雷达、电视、自动控制等各种装置中。原理:高频功率放大器用于发射机的末级,作用是将高频已调波信号进行功率放大,以满足发送功率的要求,然后经过天线将其辐射到空间,保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平,并且不干扰相邻信道的通信。高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件。按其工作频带的宽窄划分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器两种,窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用的选频电路作为输出回路,故又称为调谐功率放大器或谐振功率放大器;宽带高频功率放大器的输出电路则是传输线变压器或其他宽带匹配电路,因此又称为非调谐功率放大器。高频功率放大器是一种能量转换器件,它将电源供给的直流能量转换成为高频交流输出在“低频电子线路”课程中已知,放大器可以按照电流导通角的不同,运算放大器原理 运算放大器(Operational Amplifier,简称OP、OPA、OPAMP)是一种直流耦合﹐差模(差动模式)输入、通常为单端输出(Differential-in, single-ended output)的高增益(gain)电压放大器,因为刚开始主要用于加法,乘法等运算电路中,因而得名。一个理想的运算放大器必须具备下列特性:无限大的输入阻抗、等

前置放大器与功率放大器的性能解析9页

前置放大器与功率放大器的性能解析 前置放大器与功率放大器的性能解析2011-05-31 11:34 第一节前置放大器与功率放大器一、前置放大器1.前置放大器的功能与主要性能在歌舞厅、会堂以及家庭等场合,广泛使用的放大器分为音频放大器(亦称声频放大器)TAV放大器(视听放大器)两类。音频放大器又分前置放大器和功率放大器两种,它们只接收、放大、处理音频信号;而AV放大器可以接收、放大、处理音频和视频信号。在音频放大器中,前置放大器(又称电压放大器、控制放大器)的作用是对它的输入各种音频节目源信号进行选择和放大,并调整输入信号的频响、幅度等,以美化音质。功率放大器则是将前置放大器送来的信号进行无失真的单纯功率放大,以推动扬声器放音。前置放大器和功率放大器可以独立装成两台机器,也可以组装在一台机器内。组装在一起的称为综合功率放大器或综合放大器港台或市场上则称为合并式功放,而把分开做成两台机器的有时又称为前级和后级功放。①对各种节目源信号(如激光唱机、电唱机、调谐器、录音机或传声器)进行选择与处理;②将微弱的输入信号放大到0.5-1V,以推动后续的功率放大器;③进行各种音质控制、以美化音色。因此它的控制旋钮多、性能高,对改善整个音响系统的性能,提高音质、音色,以高保真的指标对音频信号进行切换、放大、处理并传递到功放级,具有极为重要的作用。它的地位和重要性相当于调音台,因为它的输入接自各种节目源信号,它的输出传输给功放和扬声器放大器也可以说是整个音响系统的控制中心。显然,在设计和选用音响系统设备时,采用前置放大器就不必再用调音台,或者反之,采用了调音台就不必选用前置放大器。从结构、能以及功能来说,前置放大器要比调音台简单些。2.前置放大器的主要性能前置放大器的主要性能指标有:失真度、信噪比、频率响应、转换速率(SR)、输入阻抗和动态范围等。①失真度。失真包括谐波失真和互调失真等,当然其值越小越好。作为高保真前置放大的最低要求,其谐波失真应≤0.5%。目前,前置放大器的指标可做得很高。谐波失真一般能做到小于0.01%,瞬态互调失真大多在0.05%以下。②信噪比。其值越大越好。作为高保真前置放大器对宽带信噪比的最低要求为≥50dB,现在做到90dB以上也不难了。③频率响应。作为高保真前置放大器对频响的最低要求为40- 1600Hz,允差≤±1.5dB,现在一般能做到20-20000Hz、通带内平直、正负不超过0,1%。④其他要求。除了以上三个最主要指标外,还有许多

运算放大器的工作原理

运算放大器的工作原理-标准化文件发布号:(9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

运算放大器的工作原理 放大器的作用: 1、能把输入讯号的电压或功率放大的装置,由电子管或晶体管、电源变压器和其他电器元件组成。用在通讯、广播、雷达、电视、自动控制等各种装置中。原理:高频功率放大器用于发射机的末级,作用是将高频已调波信号进行功率放大,以满足发送功率的要求,然后经过天线将其辐射到空间,保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平,并且不干扰相邻信道的通信。高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件。按其工作频带的宽窄划分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器两种,窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用的选频电路作为输出回路,故又称为调谐功率放大器或谐振功率放大器;宽带高频功率放大器的输出电路则是传输线变压器或其他宽带匹配电路,因此又称为非调谐功率放大器。高频功率放大器是一种能量转换器件,它将电源供给的直流能量转换成为高频交流输出在“低频电子线路”课程中已知,放大器可以按照电流导通角的不同, 运算放大器原理 运算放大器(Operational Amplifier,简称OP、OPA、OPAMP)是一种直流耦合﹐差模(差动模式)输入、通常为单端输出(Differential-in, single-ended output)的高增益(gain)电压放大器,因为刚开始主要用于加法,乘法等运算电路中,因而得名。一个理想的运算放大器必须具备下列特性:无限大的输入阻抗、等于零的输出阻抗、无限大的开回路增益、无限大的共模排斥比的部分、无限大的频宽。最基本的运算放大器如图1-1。一个运算放大器模组一般包括 一个正输入端(OP_P)、一个负输入端(OP_N)和一个输出端(OP_O)。 图1-1 通常使用运算放大器时,会将其输出端与其反相输入端(inverting input node)连接,形成一负反馈(negative feedback)组态。原因是运算放大器的电压增益非常大,范围从数百至数万倍不等,使用负反馈方可保证电路的稳定运作。但是这并不代表运算放大器不能连接成正回

运算放大器工作原理是什么

运算放大器工作原理是什么? 运算放大器(Operational Amplifier,简称OP、OPA、OPAMP)是一种直流耦合﹐差模(差动模式)输入、通常为单端输出(Differential-in, single-ended output)的高增益(gain)电压放大器,因为刚开始主要用于加法,乘法等运算电路中,因而得名。一个理想的运算放大器必须具备下列特性:无限大的输入阻抗、等于零的输出阻抗、无限大的开回路增益、无限大的共模排斥比的部分、无限大的频宽。最基本的运算放大器如图1-1。一个运算放大器模组一般包括一个正输入端(OP_P)、一个负输入端(OP_N)和一个输出端(OP_O)。 通常使用运算放大器时,会将其输出端与其反相输入端(inverting input node)连接,形成一负反馈(negative feedback)组态。原因是运算放大器的电压增益非常大,范围从数百至数万倍不等,使用负反馈方可保证电路的稳定运作。但是这并不代表运算放大器不能连接成正回馈(positive feedback),相反地,在很多需要产生震荡讯号的系统中,正回馈组态的运算放大器是很常见的组成元件。 开环回路运算放大器如图1-2。当一个理想运算放大器采用开回路的方式工作时,其输出与输入电压的关系式如下: Vout = ( V+ -V-) * Aog 其中Aog代表运算放大器的开环回路差动增益(open-loop differential gai 由于运算放大器的开环回路增益非常高,因此就算输入端的差动讯号很小,仍然会让输出讯号「饱和」(saturation),导致非线性的失真出现。因此运算放大器很少以开环回路出现在电路系统中,少数的例外是用运算放大器做比较器(comparator),比较器的输出通常为逻辑准位元的「0」与「1」。 闭环负反馈

电桥法原理

实验十八 电桥法测电阻 电桥是一种用电位比较法进行测量的仪器,被广泛用来精确测量许多电学量和非电量。在自动控制测量中也是常用的仪器之一。电桥按其用途可分为平衡电桥和非平衡电桥;按其使用的电源又可分为直流电桥和交流电桥;按其结构可分为单臂电桥和双臂电桥。本实验介绍的是直流电桥测量电阻。电阻按阻值的大小大致可分为三类:待测电阻值在1M?以上的为高阻;在1?至1M ?之间时称为中值电阻,可用单臂(惠斯登)电桥测;阻值在1?以下的为低值电阻,则必须使用双臂电桥(又称开尔文电桥)来进行测量。 一 实 验 目 的 (1)掌握直流电桥测电阻的原理和方法。 (2)学习并掌握双臂电桥测低值电阻的方法。 二 实 验 原 理 用伏安法测电阻时,由于电表精度的制约和电表内阻的影响,测量结果准确度较低。于是人们设计了电桥,它是通过平衡比较的测量方法,而表征电桥是否平衡,用的是检流计示零法。只要检流计的灵敏度足够高,其示零误差即可忽略。 用电桥测电阻的误差主要来自于比较,而比较是在待测电阻和标准电阻间进行的,标准电阻越准确,电桥法测电阻的精度就越高。 1.单臂(惠斯登)电桥的工作原理 单臂电桥线路如图1所示,被测电阻R X (即图中 R 3)与三个已知电阻R 1、R 2、R N 、连成电桥的四个臂。四边形的一个对角线接有检流计,称为“桥”,另一个对角线上接电源E ,称为电桥的电源对角线。电源接通,电桥线路中各支路均有电流通过。 A C 当 B 、D 两点之间的电位相等时,“桥”路中的电流,检流计指针指零,这时电桥处于平衡状态。此时 V 0=g I D B V =于是 2 R R N 1R R X = 根据电桥的平衡条件,若已知其中三个臂的电阻,就可以计算出另一个桥臂的电阻,因此,电桥测电阻的计算式为: N X R R R R 2 1= (1) 电阻2 1R R 为电桥的比率臂,称为倍率k ,为 比较臂。以QJ-23型箱式电桥为例,它构造精细,测量范围大(1~),精确度高(在 10~范围内精确度为),QJ-23型惠斯登电桥面板外形如图2:1-待测电阻接线柱; 2-检流计按钮开关G ; 3-电源按钮开关B ; 4-检流计; 5-检流计调零旋钮;6-左侧3个接线柱是检流计连接端,当连接片接通“外接”时,内附检流计被接入桥路,当连接片连通“内接”时,检流计被短路; 7-外接电源接线柱,箱内为3节2号干电池,约4.5V ,使用时应注意外接电源接线柱是否应短路; 8-比率臂,即上述电桥电路中N R 610ΩΩ5 10%2.0±X R 21R R N R 的比值,直接刻在转盘上; 9-比较臂,即上述电桥电路中电阻箱(本处 为四个转盘)。 2.双臂电桥测低值电阻的原理 用图1所示的单臂电桥测电阻时,其中比例臂电阻R 1、R 3可用较高的电阻, 因此, 与R 1、R 3 相连的导线 7 图2 QJ-23型电桥面板图

电桥放大器的原理及应用

电桥放大器的原理及应用 摘要:在非电量测量仪器中经常采用电阻传感器,通过对电阻传感器中电阻的相对变化的测量来检测一些非电量。电阻传感器都是通过电桥的连接方式,将被测非电量转换成电压或电流信号,并用放大器做进一步放大。这种由电阻传感器电桥和运放组成的运放电路被称为电桥放大器。电桥放大器是非电量测试系统中常见的一种放大电路[1]。本文将主要介绍电桥放大器的原理、应用及应用中出现的问题和解决办法。 关键词:电桥放大器;非电量测量;非线性误差 The Principle and Application of the Bridge Amplifier Abstract:Resistive sensors are often used in non-power measuring instruments and the measurement of the resistor's relative change in resistive sensor can be used to detect some of the non-electricity. Resistive sensors are based on the connection of the bridge and the measured non-electricity is converted into a voltage or current signal and then amplifier further amplification. The op amp circuit composed of resistive sensor bridge and op amp is called Bridge Amplifier. Bridge Amplifier is a common kind of amplifier circuit in a non-electricity test system.This article will focus on the Bridge Amplifier's principles,applications,application problems and solutions. Keywords: Bridge amplifier;Non-power measurement;Nonlinearity error 引言 在现代电子技术的发展中,电子检测技术得到了广泛的应用,在非电量的检测中, 常常使用电阻传感器将一些非电物理量如压力、光、热、湿度、流量等转换为电阻量的变化, 然后再转换为电压进行测量。由于传感器的变化量常常是在一个参考状态的初始值基础上进行变化, 为了获取纯变化量, 一般利用电桥电路来抑制初始值。在电桥电路的输出较小时, 又需要用集成运算放大器与之配合, 这样就形成了应用广泛的电阻电桥传感放大器[2]。本文将对电桥放大器做一些研究,先阐述其基本原理,然后再讨论其应用及在应用中出现的问题和解决方法。 1电桥放大器 1.1 单端反相输入电桥放大器

基本放大器电路的讲解

运算放大器组成的电路五花八门,令人眼花瞭乱,是模拟电路中学习的重点。在分析它的工作原理时倘没有抓住核心,往往令人头大。为此本人特搜罗天下运放电路之应用,来个“庖丁解牛”,希望各位从事电路板维修的同行,看完后有所斩获。 遍观所有模拟电子技朮的书籍和课程,在介绍运算放大器电路的时候,无非是先给电路来个定性,比如这是一个同向放大器,然后去推导它的输出与输入的关系,然后得出Vo=(1+Rf)Vi,那是一个反向放大器,然后得出Vo=-Rf*Vi……最后学生往往得出这样一个印象:记住公式就可以了!如果我们将电路稍稍变换一下,他们就找不着北了!偶曾经面试过至少100个以上的大专以上学历的电子专业应聘者,结果能将我给出的运算放大器电路分析得一点不错的没有超过10个人!其它专业毕业的更是可想而知了。 今天,芯片级维修教各位战无不胜的两招,这两招在所有运放电路的教材里都写得明白,就是“虚短”和“虚断”,不过要把它运用得出神入化,就要有较深厚的功底了。 虚短和虚断的概念 由于运放的电压放大倍数很大,一般通用型运算放大器的开环电压放大倍数都在80 dB以上。而运放的输出电压是有限的,一般在 10 V~14 V。因此运放的差模输入电压不足1 mV,两输入端近似等电位,相当于 “短路”。开环电压放大倍数越大,两输入端的电位越接近相等。 “虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时,可把两输入端视为等电位,这一特性称为虚假短路,简称虚短。显然不能将两输入端真正短路。 由于运放的差模输入电阻很大,一般通用型运算放大器的输入电阻都在1MΩ以上。因此流入运放输入端的电流往往不足1 uA,远小于输入端外电路的电流。故 通常可把运放的两输入端视为开路,且输入电阻越大,两输入端越接近开路。“虚断”是指在分析运放处于线性状态时,可以把两输入端视为等效开路,这一特性 称为虚假开路,简称虚断。显然不能将两输入端真正断路。 在分析运放电路工作原理时,首先请各位暂时忘掉什么同向放大、反向放大,什么加法器、减法器,什么差动输入……暂时忘掉那些输入输出关系的公式……这些东东只会干扰你,让你更糊涂﹔也请各位暂时不要理会输入偏置电流、共模抑制比、失调电压等电路参数,这是设计者要考虑的事情。我们理解的就是理想放大器(其实在维修中和大多数设计过程中,把实际放大器当做理想放大器来分析也不会有问题)。 好了,让我们抓过两把“板斧”------“虚短”和“虚断”,开始“庖丁解牛”了。 (原文件名:1.jpg) 引用图片 图一运放的同向端接地=0V,反向端和同向端虚短,所以也是0V,反向输入端输入电阻很高,虚断,几乎没有电流注入和流出,那么R1和R2相当于是串联的,流过一个串联电路中的每一只组件的电流是相同的,即流过R1的电流和流过R2的电流是相同的。流过R1的电流I1 = (Vi - V-)/R1 ……a 流过R2的电流I2 = (V- - Vout)/R2 ……b V- = V+ = 0 ……c I1 = I2 …… d 求解上面的初中代数方程得Vout = (-R2/R1)*Vi 这就是传说中的反向放大器的输入输出关系式了。

基本放大电路的概念及工作原理

基本放大电路的概念及工作原理里 基本放大电路一般是指有一个三级管和场效应管组成的放大电路。放大电路的功能是利用晶体管的控制作用,把输入的微弱电信号不失真的放到所需的数值,实现将直流电源的能量部分的转化为按输入信号规律变化且有较大能量的输出信号。放大电路的实质,是用较小的能量去控制较大能量转换的一种能量装换装置。 利用晶体管的以小控大作用 ,电子技术中以晶体管为核心元件可组成各种形式的放大电路。其中基本放大电路共有三种组态:共发射极放大电路、共集电极放大电路和共基极放大电路,如图1所示。 (a)共发射极放大电路 (b)共集电极放大电路

(c)共基极放大电路 图1基本放大电路的三种组态 无论基本放大电路为何种组态,构成电路的主要目的是相同的:让输入的微弱小信号通过放大电路后,输出时其信号幅度显著增强。 1、放大电路的组成原则 需要理解的是,输入的微弱小信号通过放大电路,输出时幅度得到较大增强,并非来自于晶体管的电流放大作用,其能量的提供来自于放大电路中的直流电源。。晶体管再放大电路中只是实现的对能量的控制,是指转换信号能量,并传递给负载。因此放大电路组成的原则首先是必须有直流电源,而且电源的设置应保证晶体管工作在线性放大电路状态。其次,放大电路中各元件的参数和安排上,要保证被传输信号能够从放大电路的输入端尽量不衰减地输出,在信号传输的过程中能够不失真的放大,最后经放大电路输出端输出,并且满足放大电路的性能指标要求。 综上所述,放大电路必须具备以下条件。 ○1保证放大电路的核心元件晶体管工作在放大电路状态,及要求其发射极正偏,集电结反偏。 ○2输入回路的设置应当是输入信号耦合到晶体管的输入电极,并形成变化的基极电流i B ,进而产生晶体管的电流控制关系,变成集电极电流i C 的变化。

运算放大器基本原理

运算放大器基本原理及应用 一. 原理 (一) 运算放大器 1.原理 运算放大器是目前应用最广泛的一种器件,当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时,可以灵活地实现各种特定的函数关系。在线性应用方面,可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。 运算放大器一般由4个部分组成,偏置电路,输入级,中间级,输出级。 图1运算放大器的特性曲线 图2运算放大器输入输出端图示 图1是运算放大器的特性曲线,一般用到的只是曲线中的线性部分。如图2所示。U -对应的端子为“-”,当输入U -单独加于该端子时,输出电压与输入电压U -反相,故称它为反相输入端。U +对应的端子为“+”,当输入U +单独由该端加入时,输出电压与U +同相,故称它为同相输入端。 输出:U 0= A(U +-U -) ; A 称为运算放大器的开环增益(开环电压放大倍数)。 在实际运用经常将运放理想化,这是由于一般说来,运放的输入电阻很大,开环增益也很大,输出电阻很小,可以将之视为理想化的,这样就能得到:开环电压增益A ud =∞;输入阻抗r i =∞;输出阻抗r o =0;带宽f BW =∞;失调与漂移均为零等理想化参数。 2.理想运放在线性应用时的两个重要特性 输出电压U O 与输入电压之间满足关系式:U O =A ud (U +-U -),由于A ud =∞,而U O 为有限值,因此,U +-U -≈0。即U +≈U -,称为“虚短”。

由于r i =∞,故流进运放两个输入端的电流可视为零,即I IB =0,称为“虚断”,这说明运放对其前级吸取电流极小。 上述两个特性是分析理想运放应用电路的基本原则,可简化运放电路的计算。 3. 运算放大器的应用 (1)比例电路 所谓的比例电路就是将输入信号按比例放大的电路,比例电路又分为反向比例电路、同相比例电路、差动比例电路。 (a) 反向比例电路 反向比例电路如图3所示,输入信号加入反相输入端: 图3反向比例电路电路图 对于理想运放,该电路的输出电压与输入电压之间的关系为: 为了减小输入级偏置电流引起的运算误差,在同相输入端应接入平衡电阻 R ’=R 1 // R F 。 输出电压U 0与输入电压U i 称比例关系,方向相反,改变比例系数,即改变两个电阻的阻值就可以改变输出电压的值。反向比例电路对于输入信号的负载能力有一定的要求。 (b) 同向比例电路 同向比例电路如图4所示,跟反向比例电路本质上差不多,除了同向接地的一段是反向输入端: i 1 f O U R R U - =

音频放大电路的组成及原理

第二章高保真电路的组成及基本原理 2.1电路整体方案的确定 音频功率放大器的基本功能是把前级送来的声频信号不失真地加以放大,输出足够的功率去驱动负载(扬声器)发出优美的声音。放大器一般包括前置放大和功率放大两部分,前者以放大信号振幅为目的,因而又称电压放大器;后者的任务是放大信号功率,使其足以推动扬声器系统。 功率放大电路是一种能量转换电路,要求在失真许可的范围内,高效地为负载提供尽可能大的功率,功放管的工作电流、电压的变化范围很大,那么三极管常常是工作在大信号状态下或接近极限运用状态,有甲类、乙类、甲乙类等各种工作方式。为了提高效率,将放大电路做成推挽式电路,功放管的工作状态设置为甲乙类,以减小交越失真。常见的音频功放电路在连接形式上主要有双电源互补推挽功率放大器OCL(无输出电容)、单电源互补推挽功率放大器OTL(无输出变压器)、平衡(桥式)无变压器功率放大器BTL等。由于功放管承受大电流、高电压,因此功放管的保护问题和散热问题也必须要重视。 OCL电路由于性能比较好,所以广泛地应用在高保真扩音设备中。本课题输出级选用OCL功率放大器,偏置电路选用甲乙类功放电路。为了使电路简单,信号失真小,本电路选用反馈型音调控制电路。为了不影响音调控制电路,要求前置输入阻抗比较高,输出阻抗低,本级电路选用场效应管共源放大器和源级跟随器组成。 高保真音频放大器组成框图 2.2 OCL功率放大器的原理 OCL功率放大器电路通常可分成:功率输出级、推动级和输入级三部分。根据给定技术指标,选择下图所示电路 功率输出级是由四个三极管组成的复合管准互补对称电路,可以得到较大的输出功率。再用一些电阻来减小复合管的穿透电流,增加电路的稳定性。前置电路用NPN型三极管组成恒压电路,保证功率输出管有合适的初始电流,以克服交越失真。 推动级采用普通共射放大电路。 输入级部分由三极管组成差动放大电路,减小电路直流漂移。 2.3音调控制电路的原理 常用的音调控制电路有三种:一种是衰减式RC音调控制电路,其调节范围

功放的工作原理与作用

功放的工作原理与作用 功放的作用就是把来自音源或前级放大器的弱信号放大,以推动扬声器放声。一套良好的音响系统功放的作用功不可没。 功放作为各类音响器材中的大块头,它主要是将音源器材输入的较弱信号进行放大后,产生足够大的电流去推动扬声器进行声音的重放。由于考虑功率、阻抗、失真、动态以及不同的使用范围和控制调节功能,不同的功放在内部的信号处理、线路设计和生产工艺上也不尽相同。 汽车功放电路图 汽车音响系统跟家用音响一样,使用功率放大器才能使整个系统完整。如果是刚接触汽车音响的人,对于在汽车中也安装功率放大器,甚至是安装多个功率放大器,可能会觉得不可思议。这个要从汽车自身来讲开,因为汽车的电源电压一般只有14.4V,功率(P)=电压(U)x电流(I),最多能达到4x55W。如果只用主机自身的功率放大器,只能推动功率小的扬声器,而且音量开大就会失真,声音听起来生硬,缺乏弹性。人耳听觉是有限度的,其下限比所能听到的音量上限还要少,这个可解释为何声音在一开始时感觉比较强烈,慢慢会觉得微弱下去。要让任何声音达到最逼真的状态,对于目前技术还无法解决。挡风玻璃,内装饰,发动机以及车底盘和轮胎在路面行驶时所发出的噪音,对聆听环境造成不可忽视的影响。只能加装功率放大器,才能解决低声压级和后级功率不足的缺陷,来重播音乐的全部信息。如果车用功率放大器内部使用逆变电源,将电源电压提高到40V左右,功率也会随之得到提高,这样便可推动大功率扬声器。由于储备功率加大,提高音量就不会产生失真,音质有力且富有弹性。尤其在推动大尺寸的低音扬声器时,低音区更加延伸,声音变得丰满,这样这个难题就能迎刃而解。

实际上功放是高保真地还原音频信号。我们来打个简单的比方,其实功放就好比复印机工作。为何要把这两个风马不相及的概念扯在一块,听我仔细一一道来。它们的实质作用都是复制某物,正如复印机可以把较小的纸张复印成较大的纸张。假如你去复印A4的纸张原件,那么你除了可以得到A4纸张的复印件,还可以得到A3或A1,甚至更大的纸张,新的复印件其实就是就是原件的放大版,这个你自己根据需要可以去控制调节。功放酷似复印机,复印件并非本源的原件。经过功放加工的信号就是原音频的还原加强版,音量比源音频输入要大。它改变的只是音频输入的音量,而音色并无改变。如果它的音色也改变了.那么它的波长及频率也相应有所改变。对于此话题本文将不做详细且有深度的阐述。这个比方通俗易懂,恰如其分。现在,我想大家对于功放应该有了大致的认识。总而言之.车载功放就是把输入端(主机、CD播放机等等)的音频输入还原放大,同时使它达到足够的强度,以至于能够带动喇叭工作。 功率放大器的工作原理就是靠电压来控制电流通道的大小来达到控制电流大小的目的。利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。因为声音是不同振幅和不同频率的波,即交流信号电流,三极管的集电极电流永远是基极电流的β倍,β是三极管的交流放大倍数,应用这一点,若将小信号注入基极,则集电极流过的电流会等于基极电流的β倍,然后将这个信号用隔直电容隔离出来,就得到了电流(或电压)是原先的β倍的大信号,这现象成为三极管的放大作用。经过不断的电流及电压放大,就完成了功率放大。而场效应管则是用栅极电压来控制源极与漏极的电流,其控制作用用跨导表示,即栅极变化一毫伏,源极电流变化一安,就称跨导为1,功率放大器就是利用这些作用来实现小信号控制大信号,从而使多级放大器实现了大功率的输出,并非真的将功率放大了!它们是转化的电源功率,而不是对能量的放大。以我们目前的技术我们还是要遵守能量守恒定律的。

功率放大器原理图

电路图中的放大电路 发布:2011-8-30|作者:——|来源:caihuiliu|查看:482次|用户关注: 电路图中的放大电路能够把微弱的信号放大的电路叫做放大电路或放大器。例如助听器里的关键部件就是一个放大器。放大电路的用途和组成放大器有交流放大器和直流放大器。交流放大器又可按频率分为低频、中源和高频;接输出信号强弱分成电压放大、功率放大等。此外还有用集成运算放大器和特殊晶体管作器件的放大器。它是电子电路中最复杂多变的电路。但初学者经常遇到的也只是少数几种较为典型的放大电路。读放大电路图时也还是按照“ 电路图中的放大电路 能够把微弱的信号放大的电路叫做放大电路或放大器。例如助听器里的关键部件就是一个放大器。 放大电路的用途和组成 放大器有交流放大器和直流放大器。交流放大器又可按频率分为低频、中源和高频;接输出信号强弱分成电压放大、功率放大等。此外还有用集成运算放大器和特殊晶体管作器件的放大器。它是电子电路中最复杂多变的电路。但初学者经常遇到的也只是少数几种较为典型的放大电路。 读放大电路图时也还是按照“逐级分解、抓住关键、细致分析、全面综合”的原则和步骤进行。首先把整个放大电路按输入、输出逐级分开,然后逐级抓住关键进行分析弄通原理。放大电路有它本身的特点:一是有静态和动态两种工作状态,所以有时往往要画出它的直流通路和交流通路才能进行分析;二是电路往往加有负反馈,这种反馈有时在本级内,有时是从后级反馈到前级,所以在分析这一级时还要能“瞻前顾后”。在弄通每一级的原理之后就可以把整个电路串通起来进行全面综合。 下面我们介绍几种常见的放大电路。 低频电压放大器 低频电压放大器是指工作频率在20赫~20千赫之间、输出要求有一定电压值而不要求很强的电流的放大器。 (1)共发射极放大电路

wifi信号放大器的工作原理是什么

wifi信号放大器(增强器、扩展器)工作原理是什么? 因为从事WIFI领域的原因,经常有朋友问我,wifi信号放大器(增强器、扩展器)真的有用吗?回答是肯定的,wifi信号放大器,又叫做无线信号增强器、扩展器,它的主要作用就是用来放大无线wifi信号的,这一点是毋庸置疑的。 wifi信号放大器,或者说是无线信号扩展器,它放大无线信号的原理,实际上和两个无线路由器之间的无线桥接类似。wifi信号放大器会通过无线的方式,和原来无线路由器建立连接,wifi信号放大器自身再提供一个无线信号,从而实现扩大无线信号覆盖范围的目的。 wifi信号放大器在设置上,比两个无线路由器设置无线桥接更加的简单、方便。如果你家里面积比较大,一台无线路由器的信号不能够覆盖所有的区域;那么你可以考虑买一个无线信号放大器回去,用它来放大原来路由器的信号,就可以让无线信号覆盖你家里所有区域了。 WIFI信号放大器模块TMA3008A 7628KN WIFI模块 注意问题: 1、wifi信号放大器的安装位置非常的重要,安装的位置离原来的路由器太远,会导致wifi 信号放大器无法放大原来路由器信号,或者是放大原路由器信号后,网络不稳定。 如果wifi信号放大器安装的位置,离原来路由器非常近,又无法起到放大wifi信号的目的。我们的建议是,把wifi信号放大器,安装在原路由器和原来信号差区域的中间位置,这样对无线信号覆盖范围和网络稳定性起到一个平衡的作用。 2、还有一点大家需要明白,用wifi信号放大器放大原来wifi信号后,无线网络的稳定性、传输速度会受到一定的影响。 如果你的网络的性能有非常搞的要求,那么建议使用电力猫、二级路由器(WIFI路由模块)、无线AP(WIFI AP模块)的方式,来增强无线信号的覆盖范围。

厦门大学电子技术实验九集成运算放大器组成地RC文氏电桥振荡器

实 验 报 告 实验名称:实验九集成运算放大器组成的RC文氏电 桥振荡器 系别:班号:实验组别:实验者姓名: 学号: 实验日期: 实验报告完成日期: 指导教师意见:

目录 二、实验原理 (3) 三、实验仪器 (5) 四、实验容及数据 (5) 1、电路分析及参数计算 (5) 2、振荡器参数测试 (7) 3、振幅平衡条件的验证 (8) 4、观察自动稳幅电路作用 (9) 五、误差分析 (10) 六、实验总结 (11)

一、实验目的 1. 掌握产生自激振荡的振幅平衡条件和相位平衡条件; 2. 了解文氏电桥振荡器的工作原理及起振的条件和稳幅原理。 二、实验原理 1. 产生自激振荡的条件: 当放大器引入正反馈时,电路可能产 生自激振荡,因此,一般振荡器都由放大 器和正反馈网络组成。其框图如图1所示。 振荡器产生自激振荡必须满足两个基本 条件: (1)振幅平衡条件:反馈信号的振幅应该等于输入信号的振幅,即 VF = Vi 或 |AF| = 1 (2)相位平衡条件:反馈信号与输入信号同相位,其相位差应为: π???n F A 2±=+=(n = 0、1、2……) 2. RC 串-并联网络的选频特性: RC 串-并联网络如图2(a)所示,其电压传输系数为:

2()1122 F +=12R1211(1)(21)122R2112R VF jwR c R c VO R j wc R jwc jwR c c wc R ++==+++++-() 当R1= R2= R , C1= C2= C 时,则上式为: 1 ()13()F j wRc wRc +=+- 若令上式虚部为零,即得到谐振频率fo 为:1 =2RC o f π 当f = fo 时,传输系数最大,相移为0,即:F max =1/3,0=F ? 传输系数F 的幅频特性相频特性如图2(b)(c)所示。由此可见,RC 串—并联网络具有选频特性。对频率f o 而言,为了满足政府平衡条件 | AF | = 1,要求放大器| A | = 3。为满足相位平衡条件: π??n F A 2=+,要求放大器为同相放大。 3. 自动稳幅: 由运算放大器组成的RC 文氏电桥振荡器原理图如图3所示,负反馈系数为: ()1(-)1F = F F V R Vo R R -=+ 在深度负反馈情况下: 1()1111F F F R R R A F R R -+===+ 因此,改变R F 或者R1就可以改变放大器的电压增益。

对数放大器的原理与应用.docx

对数放大器的原理与应用 信号压缩 在现实世界中,一些信号往往具有很宽的动态范围。比如雷达、声 纳等无线电系统中,接收机前端信号动态范围可达 120dB 以上;光纤 接收器前端的电流也可从“pA”级到“mA”级。宽动态范围往往给 应用设计带来很多问题。一方面,线性放大器无法处理这样宽的动态 范围。另一方面, DA 变换中,在保证分辨率的情况下,模数转换器的 位数会随动态范围的增大而增大。因此,在处理宽动态范围的信号时,常常将其动态范围压缩到一个可以处理的程度。如果一个系统中阻抗 是线性的,信号的功率与电压的平方成正比,信号的动态范围既可 以用电压表示也可以用功率来表示。 在工程应用中,动态范围的压缩分为“线性压缩”和“非线性压缩”。线性压缩是指放大器的增益与信号的大小无关,输出基本保持 恒定。线性压缩的特点使谐波失真小,其本质是一种“压控放大器” (V CA )。非线性压缩方面最好的例子就是对数放大器。它是输入输出信号成对数关系的器件,它对信号动态范围的压缩不需要像 AGC 系统那样提取输入信号的电平来控制增益,其增益与信号的大小成反比,在通信、雷达、电子对抗、电子测量中有着广泛的应用。 对数放大器的实质 多年来,人们对对数放大器本质的认识有一些模糊。通常人们把 它看作是一种放大器,反而淡化了其非线性的特性,把它们看作特殊

类型的放大器更是不对。尽管这些电路提供一些放大功能,如在RF 和IF 放大器中,它对小信号呈现出高增益等等,但它们真正的用途 是实现精确的对数变换,严格地说,这些电路应该叫做“对数变换器”。但多年来人们已经习惯了“对数放大器”的叫法。IC 厂商也不愿因为改名而使用户对他们的产品性质和用途造成误解。因此,本文也将沿用“对数放大器”这一名称。 对数放大器的分类 在许多文献中,对数放大器的分类也是相当混乱的,根据实现对数函数依据的不同 ,有的将其分为二极管、三极管对数放大器和级联对数放大器,有的将其分为真对数放大器和似对数放大器等等。但几十年来,随着半导体理论、工艺和模拟集成电路的发展,许多对数放大器实现的方法已经被淘汰,其分类方法也未尽科学。目前根据市场上现有的对数放大器结构和应用领域的不同,可将对数放大器分为三类:基本对数放大器、基带对数放大器和解调对数放大器。 基本对数放大器也称跨导线性( Translinear)对数放大器,它基于双极性三极管( BJT)的对数特性来实现信号的对数变换。这类对数放大器可以响应缓慢变化的输入信号,其特点是具有优良的直流精度和非常宽的动态范围(高达 180dB),缺点是交流特性差。 基带对数放大器也称视频对数放大器(虽然很少用于视频显示相关的应用),它克服了基本对数放大器的缺点,能够响应快速变化的

放大器讲解-入门级

放大器入门 电子组----武术读前说明:本文章主要针对于没有学习过《电路理论》、《模拟电路技术》等电工学基础课程的大一新学员,属于入门极文章。我在文章中尽量省去了专业名称,让新学员尽快推开电学的大门。当然也欢迎各位高手批评指正,使其更加完善,为科中做出一份贡献。 放大器顾名思义就是放大信号,以下我从应用的角度给大家讲解一下。 首先要认识放大器的基本结构。图1-1为放大器的通用原理图: 每个放大器都必须由5个引脚组成,它们是: 2个供电端(单电源供电或双电源供电),1 个同向输入端(标正号引脚),1个反向输入 端(标负号引脚),还有一个输出端。 在这里需要注意:有的放大器芯片在一个封装 内集成了多个放大器,而且把它们共用的两个 电源端子分别连到一起;而有的外部引脚中没 有同向输入或负向输入,因为它内部电路已经设定好,不允许设计者再次改动。图1-2和图1-3就如此。 图1-1 放大器原理图 图1-2 LM324封装图1-3 3842封装部分截图了解了放大器的基本结构,我们就要进一步学习他的基本外特性。

放大器的最基本特性就是放大,它可以把同向、反向输入端的微弱电压差信号放得很大很大。每一种型号的放大器都有自己的放大倍数,这些数值可以在它的数据手册中查到例如LM324的共模抑制比(它可以用来衡量开环放大倍数)为:80db,也就是10的40次方,这是相当大的。 但是,如果不断提高正负输入端的电压差,是不是输出电压总是安其原有放大倍数放大呢?当然不可以,原因有很多,但是最重要的原因就是放大器供电电压的限制,举个例子,如果你用正负15v给LM324供电,不管你输入的差模信号多大,输出端的电压也不会超过正负15v。 现在大家知道了放大器的这一个基本放大特性,就可以用它分析“虚短虚短”了。首先用反向放大电路介绍,图1-2为反向放大的电路图。 图1-2 反向放大器原理图 下面来分析该放大电路是怎样反向放大的。先向R2端输入一个1v的电压信号,这时反向输入端就会比同向输入端高1V,因为放大器的放大倍数很大,其输出端的电压会瞬间降到-12V,但是此时反向输入端的电压为1V,此时肯定会有一个电流从6脚流向7脚,而电流不能从6脚流出更不能从6脚流入(这里就是虚断,5,6脚和放大器内部断路),所以电流只能从R2流入,Ui就有部分电压降落在R2上,使反向端的电压降低,减少5,6脚电压差信号。那么何时这个系统才能稳定呢?下面我们从另一个角度来分析这个问题。 只要6脚比5脚高一点点,7脚就会降到-12V,然后必定会有电流从R2流向R1,而增加的电流会使R2上的电压降增加,近一步减小5,6脚之间的电压差。这样看来最终5脚和6脚的电压差会变为0.而5脚的电压为0,当然6脚的电压

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