电子系统设计与实践

电子系统设计与实
2020/6/18
践
18
实例：线性光耦隔离放大器TIL300
线性光耦隔离放大器TIL300技术指标：
BW: 200kHz VF: 1.25V IFmax: 50mA 隔离电压:3500V 线性度：3‰
电子系统设计与实
2020/6/18
践
19
设:
K1= IP1 , K 2 IP2 , K 3 K 2
U’
R2 U3 R4
R1Hale Waihona Puke Baidu
A3
Uic
U” R3 U4 R5
R7 A2
u2
由两级差分放大器电路构成；运放A1 ,A2 为同相差分 输入方式，提高了电路的输入阻抗；
电子系统设计与实
2020/6/18
践
4
仪器放大器电路的典型结构
❖ A1和A2产生的输出电压
U3
1
R2 R1
U 1
R2U R1
2 Uic,
隔离放大器作用是对模拟信号进行隔离，并按照一定的比例放大；
在这个隔离、放大的过程中要保证输出的信号失真要小，线性度、 精度、带宽、隔离耐压等参数都要达到使用要求；
对被测对象和数据采集系统予以隔离，从而提高共模抑制比，同时 保护电子仪器设备和人身安全；
在工业控制、信号测量、医疗器械 等各个方面获得广泛应用。
电位器可调级数:100级, 阻值存贮
按键式3线控制
/CS /INC U/ /D 阻值
L
Pulse H
升
L
Pulse L
降
H
--
电--子系统设计与不实变
2020/6/18
践
12
X9312
电子系统设计与实
2020/6/18
践
13
VO1 V+
可编程增益放1 大13 器PGA204
4 Over-Voltage
U
4
1
R3 R1
U
2
R3U1 Uic R1
u1
A1
R6
U’
R2 U3 R4
R1
A3
Uic
U” R3 U4 R5
R7 A2
u2
差分输入可以使电路只对差模信号放大,而对共模输入
信号只起跟随作用,使得送到后级的差模信号与共模信号的
幅值之比(即共模抑制电比C子M系R统R)设得计到与提实高。
2020/6/18
精密整流电路的特点
在实际的交直转换电路中，若直接用二极管整流将造 成严重的非线性；
用运放构成有源整流电路，实现精密线性整流； 所整流的信号大小为：0.7V/Av;若取Av=1000，则能对
电子系统设计与实
2020/6/18
践
10
用数控电位可器编构成程可增编益程放增益大放器大器
2020/6/18
U0=电(1子系2RRw统2 )设(U计1与U实2)
践
11
❖ 技术参实数例: ：数控电位器X9312U
Vcc=5V, Ic=1mA
R=1kΩ，10kΩ，50kΩ(X9312U)，100kΩ
VIN
Protection
A1
25k
25k
Feedback
12
A1 A0
Digital
16 15 14
Digitally Selected Feedback Network
A3
Ground
5 Over-Voltage
VIN
Protection
A2
25k
25k
6 79
8
VO3 Adj VO2
V-
A1A0=00, G=1； A1A0=01 , G=10；
IF
IF
K1
Uo
IP2 R2 K2 IF R2 K2 Uo K3 R2 U1 = R2 U1
IP1 R2 K1
K2 U1 K1 R1
R2
R1
R1
这里K3=1，由手册给定。而IF=1nA~20mA。经实测
全量程内（0~2.5V）线性度在0.2%内。
实例：专用隔离放大器（AD210）
电子系统设计与实
❖ 仪器放大器 提纲
❖ 可编程增益放大器 ❖ 隔离放大器 ❖ 精密度整流电路 ❖ 电压电流转换电路 ❖ 施密特触发器
电子系统设计与实
2020/6/18
践
1
❖ 仪器放大器 提纲
❖ 可编程增益放大器 ❖ 隔离放大器 ❖ 精密度整流电路 ❖ 电压电流转换电路 ❖ 施密特触发器
电子系统设计与实
2020/6/18
U
Uo 2 U1
1
2R2 R1
2020/6/18
践
6
普通运放构成的仪器放大器
设计要点:
u1
A1
R6
U’
R2 U3 R4
R1
A3
Uic
U” R3 U4 R5
R7 A2
u2
❖ A1和A2级可设计成高增益，而不致引起较大的直流失调； ❖ 输出级A3尽量用小电阻，以便减少直流失调（Ib引起的）；
❖ R4~R7阻值要尽可能相等； ❖ A1和A2要选同一芯片上的双运放，利用电路的对称性减少温漂引起的影响。
2020/6/18
践
21
❖ 仪器放大器 提纲
❖ 可编程增益放大器 ❖ 隔离放大器 ❖ 精密度整流电路 ❖ 电压电流转换电路 ❖ 施密特触发器
电子系统设计与实
2020/6/18
践
22
二极管整流电路
一般二极管硅管压降为0.7V,锗管为0.3V,肖特基二 极管压降为0.2V；
并且从二极管转移特性可知，它是非线性的。
践
2
仪器放大器
仪器放大器应用在智能仪表仪器中，仪器放大器电路性能的 优劣直接影响到智能仪表仪器能够检测的输入信号范围。
❖ 仪器放大器，是一种高性能放大器,它一般具有高输入阻抗、 高共模抑制比、高增益、高精度、高速等特点,仪器放大器常 用在输入级作信号处理。
电子系统设计与实
2020/6/18
践
3
仪器放u1大器电A1 路的典型结构 R6
践
5
仪器放大器电路的典型结构
u1
A1
R6
U’
R2 U3 R4
R1
A3
Uic
U” R3 U4 R5
R7 A2
u2
如输出级完全对称， 则要求：R4//R6=R7//R5
U0
R6 U 4 U 3)
R4
R6(R1
R2 R3)(U 2 U1) R1 R4
如R2=R3,R4=R5=R6=R7，则
Ad
电子系统设计与实
A1A0=10, G=100； A电1子A0系=1统1,设G计=与10实00
2020/6/18
践
11
VO
Ref
10
16
❖ 仪器放大器 提纲
❖ 可编程增益放大器 ❖ 隔离放大器 ❖ 精密度整流电路 ❖ 电压电流转换电路 ❖ 施密特触发器
电子系统设计与实
2020/6/18
践
17
隔离放大器
隔离放大器是一种输入电路和输出电路之间电气绝缘的放大器，一 般采用变压器（用于高频）或光耦合（用于低频）传递信号;
电子系统设计与实
2020/6/18
践
7
实例：INA128,INA129
电子系统设计与实
2020/6/18
践
8
实例： INA128,INA129内部结构
电子系统设计与实
2020/6/18
践
9
❖ 仪器放大器 提纲
❖ 可编程增益放大器 ❖ 隔离放大器 ❖ 精密度整流电路 ❖ 电压电流转换电路 ❖ 施密特触发器