教學(xué)計劃電子競賽培訓(xùn)內(nèi)部資料課件

教學(xué)計劃電子競賽培訓(xùn)內(nèi)部資料課件1一.如何選擇運算放大器的類型和型號一.如何選擇運算放大器的類型和型號2正確理解集成運算放大器的指標參數(shù)--------選擇運放的依據(jù)影響“精度”的指標1.輸入失調(diào)電壓VOS(InputoffsetVoltage)

2.輸入失調(diào)電流IOS(InputoffsetCurrent)4.開環(huán)增益

5.共模抑制比CMRR(Common——ModeRejectionRatio)6.電源抑制比PSRR(PowerSupplyRejectionRation)影響“速度”和“精度”的指標7.-3dB帶寬BW(-3

dBBandwidth)和單位增益帶寬8.建立時間10總諧波失真加噪聲(THD+N)(TotalHarmonicDistortionPlusNoise)9.壓擺率SR(SlewRate)3.輸入偏置電流IB（InputBiasCurrent）正確理解集成運算放大器的指標參數(shù)--------選擇運放的依3教學(xué)計劃電子競賽培訓(xùn)內(nèi)部資料課件4教學(xué)計劃電子競賽培訓(xùn)內(nèi)部資料課件5教學(xué)計劃電子競賽培訓(xùn)內(nèi)部資料課件6

電壓反饋運算放大器及電流反饋運算放大器電壓反饋運算放大器VFA（VoltageFeedbackOperatiovalAmplifier）電流反饋運算放大器CFA（CarrentFecdbackOperatioualAmplifier）電壓模運放（VoltageModeopAmp，電流模運放（CarrentModeopAmp）電流反饋運算放大器的原理及特點電流反饋運算放大器具有高速、寬帶特性，壓擺率SR，帶寬可達

而且，在一定條件下，具有與閉環(huán)增益無關(guān)的近似恒定帶寬。由于其優(yōu)越的寬帶特性，在視頻處理系統(tǒng)、同軸電纜驅(qū)動放大器等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

；電壓反饋運算放大器及電流反饋運算放大器電壓反饋運算放大器V7教學(xué)計劃電子競賽培訓(xùn)內(nèi)部資料課件8教學(xué)計劃電子競賽培訓(xùn)內(nèi)部資料課件9看出,RF越小,頻帶越寬。但是另一方面,RF越小,穩(wěn)定性越差。所以RF不能無限制地小,一般要大于200Ω。為此,電流模運放接成跟隨器時RF不能為零?？闯?RF越小,頻帶越寬。但是另一方面,RF越小,穩(wěn)定10“軌對軌”（RailtoRail）運算放大器“軌對軌”（RailtoRail）運算放大器11雙電源運放和單電源運放雙電源運放和單電源運放12教學(xué)計劃電子競賽培訓(xùn)內(nèi)部資料課件13高精度、低噪聲、低漂移集成運算放大器高精度、低噪聲、低漂移集成運算放大器14教學(xué)計劃電子競賽培訓(xùn)內(nèi)部資料課件15[例][例]162.1集成運算放大器的符號、模型和電壓傳輸特性

二.

集成運算放大器及其基本應(yīng)用同相輸入端的輸入信號與輸出信號相位相同；反相輸入端的輸入信號與輸出信號相位相反。2.1.1集成運算放大器的符號2.1集成運算放大器的符號、模型和電壓傳輸特性二.集172.1.2集成運算放大器的模型uid

=ui+-

ui-：差模輸入電壓；Auo：集成運放的開環(huán)電壓放大倍數(shù)；Ri：集成運放的輸入電阻；Ro：集成運放的輸出電阻。Ri→

Ro→0Auo→

Ii+=Ii-→0理想化理想化條件“虛斷路”2.1.2集成運算放大器的模型uid=ui+-ui182.1.3集成運算放大器的電壓傳輸特性線性放大區(qū)：uo

=Auo(ui+-ui-)=Auouid“虛短路”：Auo→

uid→0限幅區(qū)：uo

=UCC或

UEE，uid

可以較大，不再“虛短路”。2.1.3集成運算放大器的電壓傳輸特性線性放大區(qū)：uo=19反相電壓傳輸特性反相電壓傳輸特性202.2擴展線性放大范圍——引入深度負反饋反相輸入組態(tài)

負反饋——將反饋信號引向反相輸入端，使反饋信號抵消部分輸入信號，保證在輸入信號較大時，uid仍然很小，在“虛短路”范圍內(nèi)，從而集成運算放大器工作在線性放大區(qū)。2.2擴展線性放大范圍——引入深度負反饋反相輸入組態(tài)負21同相輸入組態(tài)可以保證運放工作在線性區(qū)同相輸入組態(tài)可以保證運放工作在線性區(qū)22集成運算放大器用于“運算”的電路舉例

（1）比例運算反相比例放大器

同相比例放大器

電壓跟隨器

集成運算放大器用于“運算”的電路舉例（1）比例運算反相比例23（2）加、減運算反相加法器

同相加法器

相減器

若R1=R2=R3=R,若R1=R2

若

（2）加、減運算反相加法器同相加法器相減器若R1=R224相減器應(yīng)用:1.實現(xiàn)減法運算;2.實現(xiàn)電平移位;3.抑制共模干擾;4.檢測和監(jiān)視電流;5.配合橋式傳感器檢測各種非電物理量信號.相減器應(yīng)用:1.實現(xiàn)減法運算;25

利用相減器電路可以構(gòu)成“稱重放大器”。試問，輸出電壓uo與重量(體現(xiàn)在Rx變化上)有何關(guān)系。利用相減器電路可以構(gòu)成“稱重放大器”26儀表放大器儀表放大器27教學(xué)計劃電子競賽培訓(xùn)內(nèi)部資料課件28

(3)積分、微分運算

微分電路

反相積分器

差分積分器

(3)積分、微分運算微分電路反相積分器差分積分器29(4)對數(shù)、反對數(shù)運算

對數(shù)運算電路

反對數(shù)運算電路

(4)對數(shù)、反對數(shù)運算對數(shù)運算電路反對數(shù)運算電路30

電壓一電流變換(V/I)和電流一電壓變換(I/V)電壓一電流變換(V/I)負載電流與負載無關(guān)，而與輸入信號成正比電壓一電流變換(V/I)和電流一電壓變換(I/V)電壓一31電流一電壓變換I/V電流一電壓變換I/V32精密直流電壓測量電路精密直流電壓測量電路33二.有源RC濾波器

理想濾波器特性低通高通帶通帶阻全通二.有源RC濾波器理想濾波器特性低通高通帶通帶阻全通34

理想低通濾波器特性及其“逼近”勃特沃斯濾波器切比雪夫濾波器貝塞爾濾波器(線性相移)橢園濾波器理想低通濾波器特性及其“逼近”勃特沃斯濾波器切比雪夫35二階低通二階高通二階帶通二階帶阻二階全通二階低通二階高通二階帶通二階帶阻二階全通36

常用的一階、二階有源濾波器1.一階有源RC濾波器常用的一階、二階有源濾波器1.一階有源RC濾波器372.運放作為有限增益放大器的二階有源濾波器2.運放作為有限增益放大器的二階有源濾波器38二階低通濾波器二階低通濾波器39教學(xué)計劃電子競賽培訓(xùn)內(nèi)部資料課件403，運放作為無限增益放大器的多重反饋有源濾波器3，運放作為無限增益放大器的多重反饋有源濾波器41二階帶通濾波器二階帶通濾波器42教學(xué)計劃電子競賽培訓(xùn)內(nèi)部資料課件43雙T網(wǎng)絡(luò)帶阻濾波器雙T網(wǎng)絡(luò)帶阻濾波器44用帶通和相加器構(gòu)成的陷波器用帶通和相加器構(gòu)成的陷波器45教學(xué)計劃電子競賽培訓(xùn)內(nèi)部資料課件465.全通濾波器一一移相器5.全通濾波器一一移相器476.狀態(tài)變量濾波器一一多功能濾波器高通帶通低通狀態(tài)變量濾波器由積分器與相加器(相減器)組成6.狀態(tài)變量濾波器一一多功能濾波器高通帶通低通狀態(tài)變量48參考電路高通帶通低通帶阻參考電路高通帶通低通帶阻49參考電路的計算機仿真參考電路的計算機仿真50教學(xué)計劃電子競賽培訓(xùn)內(nèi)部資料課件51教學(xué)計劃電子競賽培訓(xùn)內(nèi)部資料課件52教學(xué)計劃電子競賽培訓(xùn)內(nèi)部資料課件531.程控濾波器舉例命題1.程控濾波器舉例命題54采用狀態(tài)變量濾波器實現(xiàn)高通---帶通---低通2.采用帶通與相加器實現(xiàn)帶阻3.采用帶阻與低通組合實現(xiàn)高通采用狀態(tài)變量濾波器實現(xiàn)高通---帶通---低通55教學(xué)計劃電子競賽培訓(xùn)內(nèi)部資料課件56TLC7528的引腳圖與內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡圖TLC7528的引腳圖與內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡圖57教學(xué)計劃電子競賽培訓(xùn)內(nèi)部資料課件58DACADACBLHXXLLHXLLXH寫狀態(tài)保持保持保持保持寫狀態(tài)保持保持那么參考端（REF）與第一輸出端（OUT1）之間的等效電阻為DACADACBLLL寫狀態(tài)保持那么參考端（REF）與第一輸59教學(xué)計劃電子競賽培訓(xùn)內(nèi)部資料課件60集成通用濾波器芯片舉例------UAF42電源:+-6—18VSR:10V/usBWG=4MHZ集成通用濾波器芯片舉例------UAF42電源:+-6—161教學(xué)計劃電子競賽培訓(xùn)內(nèi)部資料課件62教學(xué)計劃電子競賽培訓(xùn)內(nèi)部資料課件63研究、設(shè)計項目（2）：2.波形產(chǎn)生、分解與合成研究、設(shè)計項目（2）：64波形產(chǎn)生,分解與合成波形產(chǎn)生,分解與合成65教學(xué)計劃電子競賽培訓(xùn)內(nèi)部資料課件66教學(xué)計劃電子競賽培訓(xùn)內(nèi)部資料課件67濾波器的軟件設(shè)計高階有源濾波器可以用二階和一階級聯(lián)，因為運放輸出電阻很小，前后級影響小，總傳遞函數(shù)可由各級傳遞函數(shù)直接相乘得到。(一般用于低頻)高頻時用無源。高階無源濾波器設(shè)計方法-------查表法，軟件法，直接計算困難。濾波器的軟件設(shè)計高階有源濾波器可以用二階和一階級聯(lián)，因為運放68有5個獨立的儲能元件，所以是5階有5個獨立的儲能元件，所以是5階69教學(xué)計劃電子競賽培訓(xùn)內(nèi)部資料課件70教學(xué)計劃電子競賽培訓(xùn)內(nèi)部資料課件71帶內(nèi)無起伏，帶內(nèi)群延遲基本為常數(shù)帶內(nèi)無起伏，帶內(nèi)群延遲基本為常數(shù)72教學(xué)計劃電子競賽培訓(xùn)內(nèi)部資料課件73放大器設(shè)計舉例1.根據(jù)要求選運放（精密？低漂移？寬帶？高速？平衡輸入？輸出幅度？是單電源或是雙電源？）

2.根據(jù)要求選電路（高輸入阻抗--同相端輸入？寬帶高速？增益大?。?---需要多級？增益可控？---程控放大？需要濾波器？要求帶寬可變？要求負載能力？需要功率驅(qū)動？電源電壓選??？-----------）放大器設(shè)計舉例1.根據(jù)要求選運放（精密？低漂移？寬帶？高速？7431.40dB寬帶（100MHZ)射頻放大器設(shè)計舉例31.40dB寬帶（100MHZ)射頻放大器設(shè)計舉例75研究、設(shè)計項目：4，生物信號數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（心電、脈博信號）研究、設(shè)計項目：764..心電脈博信號調(diào)理器4..心電脈博信號調(diào)理器77教學(xué)計劃電子競賽培訓(xùn)內(nèi)部資料課件78教學(xué)計劃電子競賽培訓(xùn)內(nèi)部資料課件79教學(xué)計劃電子競賽培訓(xùn)內(nèi)部資料課件80教學(xué)計劃電子競賽培訓(xùn)內(nèi)部資料課件815.程控放大器設(shè)計舉例5.程控放大器設(shè)計舉例825.程控放大器設(shè)計舉例5.程控放大器設(shè)計舉例83運放TLE20271倍（0dB）、3.162倍(10dB)10倍(20dB)

1倍（0dB）、10倍(20dB)1倍（0dB）、10倍(20dB)5.程控放大器設(shè)計舉例運放TLE20271倍（0dB）、3.162倍(10dB)845.程控放大器設(shè)計舉例5.程控放大器設(shè)計舉例855.程控放大器設(shè)計舉例5.程控放大器設(shè)計舉例865.程控放大器設(shè)計舉例5.程控放大器設(shè)計舉例875.程控放大器設(shè)計舉例5.程控放大器設(shè)計舉例885.程控放大器設(shè)計舉例5.程控放大器設(shè)計舉例895.程控放大器設(shè)計舉例5.程控放大器設(shè)計舉例905.程控放大器設(shè)計舉例5.程控放大器設(shè)計舉例91

1.增益0dB---60dB,以5dB步進,最小輸入5mV(有效值),2.帶寬0—5MHZ,0—10MHZ可變,3.帶內(nèi)起伏<=0.1dB,帶內(nèi)接近線性相移,4.負載能力：50Ω上可得最大電壓有效值為10V.振幅14V。題目設(shè)計1.框圖OPA691,GBP=450MHZVCA810THS3120,--475mA,電源電壓+-15V,帶寬120MHZD/A6.寬帶程控放大器設(shè)計舉例

922.可控增益模塊6.寬帶程控放大器設(shè)計舉例2.可控增益模塊6.寬帶程控放大器設(shè)計舉例936.寬帶程控放大器設(shè)計舉例6.寬帶程控放大器設(shè)計舉例943.控制電路6.寬帶程控放大器設(shè)計舉例3.控制電路6.寬帶程控放大器設(shè)計舉例954.濾波器6.寬帶程控放大器設(shè)計舉例4.濾波器6.寬帶程控放大器設(shè)計舉例966.寬帶程控放大器設(shè)計舉例6.寬帶程控放大器設(shè)計舉例977.寬帶程控放大器設(shè)計舉例7.寬帶程控放大器設(shè)計舉例987.寬帶程控放大器設(shè)計舉例7.寬帶程控放大器設(shè)計舉例997.寬帶程控放大器設(shè)計舉例7.寬帶程控放大器設(shè)計舉例100教學(xué)計劃電子競賽培訓(xùn)內(nèi)部資料課件101教學(xué)計劃電子競賽培訓(xùn)內(nèi)部資料課件102教學(xué)計劃電子競賽培訓(xùn)內(nèi)部資料課件103教學(xué)計劃電子競賽培訓(xùn)內(nèi)部資料課件104教學(xué)計劃電子競賽培訓(xùn)內(nèi)部資料課件105教學(xué)計劃電子競賽培訓(xùn)內(nèi)部資料課件1063.1電壓比較器3.1.1電壓比較器的基本特性

電壓比較器的功能是比較兩個輸入電壓的大小，據(jù)此決定輸出是高電平還是低電平。高電平相當(dāng)于數(shù)字電路中的邏輯“1”，低電平相當(dāng)于邏輯“0”。比較器輸出只有兩個狀態(tài)，不論是“1”或是“0”，比較器都工作在非線性狀態(tài)。注意：在運算電路中所使用的“虛地”概念在非線性條件下不滿足；只在臨界狀態(tài)時才可使用。3