四、 应用集成运放应注意的事项 (1) 调零消除失调误差
“调零”技术是使用运放时必须掌握的。调 零的原理是，在运放的输入端外加一个补偿电压， 以抵消运放本身的失调电压，达到调零的目的。 有些运放已经引出调零端，只需要按照器件的规 定，接入调零电路进行调零即可。
现代测试技术第2章 测试信号转换与处理电路
现代测试技术第2章 测试信号转换与处理电路
现代测试技术
Modern testing and measurement technology
苏州科技学院 电子与信息工程学院
电子科学技术系 潘敬熙
Jingxi-pan@ 53832713@
现代测试技术第2章 测试信号转换与处理电路
集成运算放大器可以作为一个器件构成各种 基本功能的电路。这些基本电路又可以作为单元 电路组成电子应用电路。
同相放大器具有输入阻抗非常高，输出阻抗 很低的特点，广泛用于前置放大级。
高输入阻抗电路常应用于传感器的输出阻抗 很高的测量放大电路中。如电容式、压电式传感 器的测量放大电路。
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三、集成运算放大器的最主要参数： 开环增益A 闭环增益Af 差模开环直流电压增益（差模增益）AVD 共模开环直流电压增益（共模增益）AVC 输入失调电压VI0 输入失调电流II0 共模抑制比KCMR = 差模增益AVD/共模增益AVC
现放大器
什么是差动放大器？ 差动放大器是把二个输入信号分别输入到
运算放大器的同相和反相二个输入端，然后在 输出端取出二个信号的差模成分，而尽量抑制 二个信号的共模成分。
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2.2.4 基本差动放大器
为分析电路的共模抑制性能，我们做如下变换
1 Vic 2 (Vi1 Vi2 ) Vid (Vi2 Vi1 )
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V0
( R4 R3 R4
R1 R2 R1
R2 R1
)Vic
1 ( R4 2 R3 R4
R1 R2 R1
R2 R1
)Vid
AVCVic AVDVid
式中
AVC
( R4 R3 R4
第2章 测试信号转换处理电路
本章学习要求： 理解信号放大、信号滤波、信号运算、信号
调制解调以及电桥等各种测试信号转换处理电路 的基本原理，掌握其参数设计方法。
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2.1 概述 2.1.1对测试信号进行转换处理的目的： 1.传感器输出的信号很微弱，大多数不能直接输送到显示、
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2.2 信号放大 2.2.1 概述 一、什么是测量放大电路？
在测量控制系统中，用来放大传感器输出的 微弱电压、电流或电荷信号的放大电路称为测量 放大电路，亦称仪用放大电路。
工程测试中所遇到的信号，多为100kHz以下 的低频信号，在大多数的情况下，都可以用放大 器集成芯片来设计放大电路。
Af
R2 R1
反馈电阻R2值不能太大，否则会产生较大的噪声及漂移， 一般为几十千欧至几百千欧。R1的取值应远大于信号源 Ui的内阻。
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交流反相放大电路 Af= –R2 / R1 R3= R2 C1：隔直电容 C3：旁路电容，防止振荡
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同相放大器输入阻抗ri+ ri+= ri(1+AF) 同相放大器输出阻抗ro+ ro+= ro/(1+AF)
教材约定：在涉及同相放大器的输入阻抗时，均 以ri+来表示，即指同相放大器所具有的最低在 107Ω以上的输入电阻，而不器刻意指明其具体 的数值。
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2.2.3 反相放大器 闭环增益：
记录或分析仪器中去，需要进一步放大，有的还要进行阻 抗变换。 2.有些传感器输出的是电参量，需要转换成电信号才能进行 处理。 3.有些传感器输出的是电信号，但信号中混杂有干扰噪声， 需要去掉噪声，提高信噪比。 4.某些场合，为便于信号的远距离传输等原因，需要对传感 器测量信号进行调制解调处理。
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(3) 过载保护 使用运放时要注意，不能超过其性能参数的
极限值，如最大输入电压范围等。特别是在有强 干扰源的场合更要注意。
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2.2.2 同相放大器 闭环增益：
Af
1
R2 R1
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2.1.2传感器接口电路形式 传感器按集成程度分为传统传感器和智能传感器。 按有无能量输出分为无源传感器和有源传感器（智能传
感器一般都是有源传感器）。 按输出信号性质分为模拟传感器和数字传感器。 传感器主要变化参数有：电阻、电感与电容。 传感器输出信号主要形式有：电压、电流（或电荷）与
频率；交流与直流。 传感器输出结构形式有：直接、电桥、差分等；
(2) 相位补偿消除高频自激
由于运算放大器是一个高增益的多级放大器组件， 应用时一般接成闭环负反馈电路。当工作频率升高时， 放大器会产生附加相移，可能使负反馈变成正反馈而 引起自激。进行相位补偿可以消除高频自激。相位补 偿的原理是，在具有高放大倍数的中间级，利用一小 电容C（几十～几百微微法）构成电压并联负反馈电路。 有些运放已经在内部进行了补偿，如μA741。有些运 放引出了补偿端，只需要按照器件手册的规定，外接 补偿电路即可，如国产5G24运算放大器。
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二、对测量放大电路的基本要求： ①输入阻抗应与传感器输出阻抗相匹配； ②一定的放大倍数和稳定的增益； ③低噪声； ④低的输入失调电压和输入失调电流以及低的漂
移； ⑤足够的带宽和转换速率； ⑥高共模输入范围和高共模抑制比 ⑦可调的闭环增益； ⑧线性好、精度高； ⑨成本低。
R1 R2 R1
R2 ) R1
AVD
1 ( R4 2 R3 R4
R1 R2 R1