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第二章_信号放大电路设计.


用来衡量差分放大电路对差模信 号的放大能力和对共模信号的抑制 能力的指标 。它定义为差模电压 增益Avd与共模电压增益Avc之比 的绝对值 ,或用分贝(dB)表示。
知识回顾
• 4.输入失调电压Uos a.运放不加调零,其输入端短路并接地时, 运放所产生的输出电压折算到输入 端的电压大小; b. 在运放的两输入端外加一直流补偿电压, 使放大器输出端的电压为0(或规 定值),此时外加的补偿电压即输入失调 电压Uos(大小相等极性相反)。
• (3)ICL7650的误差等效 • (4)ICL7650的使用 ICL7650 有两种封装形式, 14 脚 DIP 封 装和 8 脚圆形金属管壳封装 。下面是它的 14脚DIP封装的引脚图: 1—7:C1 、C2 、保护 、+IN 、-IN 、保护 、 -US; 8-14:C+ 、钳位输出 、U0 、+US 、内时 钟输出 、外时钟输入 、GND
C1 +输入
-输入
G
∞ + + -N1 R2 ∞ + + -N2 R2 C2
输出
a) N2处于自动校零状 态
C1 +输入 -输入 ∞ + + -N1 R2 ∞ + + - N2 R2 C2 b) N1处于自动校零状态
输出
G
4、斩波稳零集成运算放大器
(1)ICL7650简介 ICL7650是美国Intersil公司首先研制的一 种CMOS单片集成动态自校零运算 、放大 器 。它属于第四代运放,其特点是低失 调 、低漂移(≤1µV,0.01µV/℃),高 增益134dB),高共模抑制比(130dB), 高输入阻抗(1012Ω) 。国产型号为 5G7650 。
• ICL7650电路图
Ui Sb1
+ N 1 + A1 + ∞ Uo2 Sb2 Sa2
+

Uo
外时钟输入
时钟输出
Sa Sb
C1
G
Sa1
+ N - -2 A2
内部调制 补偿电路 C2
箝位电路
• 第一阶段:误差检测和寄存阶段,此时 Sa1 、Sa2闭合,Sb1 、Sb2断开
• 第二阶段:Sa1、Sa2断开,Sb1、Sb2闭合
• (5)ICL7650的补充说明 它的内部调制补偿电路是整个放大器频 响的补偿电路,使放大器具有较宽的相位 裕度和较宽的频响特性,钳位电路一旦出 现过载,电路能有效的防止阻塞 。 ICL7650是一种低压CMOS器件,电源电 压的典型值为(双电源) 。两个记忆电容C1 、 C2需外接,均为0.1微法,一般宜采用漏电 流较小的高质量电容器 。
一 、测量放大电路
放大微弱电压 、电流 、电荷信号的电路,也 称为仪用放大电路 。可分为调制式 、差动直接耦 合式 、自动稳定式三大类 。 (一)、稳零放大电路 针对输入为0mV到数mV的直流电压,而抑制零 漂的情况 。这是因为零漂成为无法与信号分离的 “误差信号(电压)” 。当被放大的信号为微弱的 直 流信号时,必须选用斩波放大器和动态校零放大器 两种低漂移直流放大器对信号进行放大 。
第二章 信号放大电路
知识回顾
• 1.漂移
在理想情况下,当输入信号为0时,放大 器输出的直流电压应该为0,一般称此为零工 作点,简称零点 。 随着温度等因素的变化,若输入信号为0 时,放大器输出端却出现了一定的直流电 压,则该直流电压就被称为“零工作点漂移”, 简称为“零漂”或“漂移” 。
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• (2)ICL7650的工作原理
• 电路由两个运放组成N1和N2,其中 N1为主放大器,N2为调零放大器 。 两个运放都有第3输入端—侧向输入 端 。4个模拟开关Sa1 、Sa2 、Sb1 、 Sb2由内部或外部时钟驱动 。 • 第一阶段:误差检测和寄存阶段,此 时Sa1 、Sa2闭合,Sb1 、Sb2断开 ;
• 2. 差模输入 、共模输入 差模输入:当差分放大电路两输入端加上 大小相等 、极性相反的信号时,称为差模输 入方式 。此时的输入被称为差模输入信号 ; 共模输入:运放两输入端加上大小相等, 极性相同的信号时,称为共模输入方式 。此 时的输入被称为共模输入信号 。
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• 3.共模抑制比CMRR(KCMR)
c) 调零放大输出
• 3、轮换自动校零集成运算放大器(CAZ)
(1)思想:CAZ运算放大器是轮 换自动校零集成运算放大器的简称, 它通过模拟开关的切换,使内部两 个性能一致的运算放大器交替地工 作在信号放大和自动校零两种不同 的状态 。 若N1进行信号放大,则 N2进行自动校零,反之亦然 。
• (2)工作原理
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• 5.输入偏置电流IB(共模信号) 集成运放的失调电压被补偿后,使其输出 电压为0时,运放两输入端所需偏流的平均 值。 6.输入失调电流Ios 集成运放的失调电压被补偿后,使其输出 电压为0时,运放两输入端偏流之差的绝对 值。
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• 7.理想运放的性能指标
开环差模增益 Avd 为∞;差模输入 电阻 Ri 为∞;输出电阻 R0 为 0 ;共 模抑制比 KCMR 为∞;上限截至频 率 fH=∞;输入失调电压 Uos 、输 入失调电流Ios 、温漂均为0,且无 任何内部噪声 。
1. 斩波稳零放大器(调制解调型直流放大器) (1)电路工作原理
将输入的直流信号电压经斩波器(调制 器)转换为交流电压,由交流放大器放大 后再经解调器将放大后的交流电压转换为 直流电压 。 斩波稳零放大器的工作原理图如图所示 。
(2)电路工作过程
2、自动调零放大电路(动态校零放大电路)
(1)设计思想和目的 将放大器的失调电压记忆在记忆电容上, 然后将它回送到放大器的输入端,以抵消 掉放大器本身的失调电压 。电路在一定频 率的方波信号控制下分两个阶段工作:第 一阶段为放大器的误差检测与寄存阶段, 第二阶段为电路的校零与放大阶段 。 目的:消除漂移,主要是消除失调电压带 来的漂移 。
• (2)电路的工作原理
R2
R2 Ui R1
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Sቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ1
Sa2
R1
K1 - + +N1
# Sa1
K - 2 + + N2
# Sb2 ∞ - + +N4 Uo
C1
UC1 C1
K1 Uo1 K2 + + + N1 +N2
b) 误差保持
R2 Ui R1 C1 K - 1 +N1+ Uo
∞ - + +N3
a) 电路原理图
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