第六章 醫(yī)學儀器常用放大電路(2).ppt

1、零點漂移：指輸入信號電壓為零時，輸出電壓發(fā)生 緩慢地、無規(guī)則地變化的現(xiàn)象。,產(chǎn)生的原因：晶體管參數(shù)隨溫度變化、電源電壓波動、電路元件參數(shù)的變化等。溫度變化的影響最為嚴重，所以零點漂移也稱為溫漂。,第三節(jié) 直流放大電路,一、直流放大電路的零點漂移,一般用輸出漂移電壓折合到輸入端的等效漂移電 壓作為衡量零點漂移的指標。,輸入端等效 漂移電壓,輸出端 漂移電壓,電壓 放大倍數(shù),只有輸入端的等效漂移電壓比輸入信號小許多時，放大后的有用信號才能被很好地區(qū)分出來。,零點漂移的危害：,直接影響對輸入信號測量的準確程度和分辨能力。嚴重時，可能淹沒有效信號電壓，無法分辨是有效信號電壓還是漂移電壓。,由于不采用電

2、容，所以直接耦合放大電路具有良好的低頻特性。,抑制零點漂移是制作高質量直接耦合放大電路的一個重要的問題。,適合于集成化的要求，在集成運放的內部，級間都是直接耦合。,二、基本差動放大電路,差動放大電路是抑制零點漂移最有效的電路結構。,1、零點漂移的抑制,零點漂移的抑制,ui1 = ui2 = 0,2、差動放大電路對信號的放大作用,兩管集電極電位呈等量同向變化，所以輸出電壓為零，即對共模信號沒有放大能力。,(1) 共模信號 ui1 = ui2大小相等、極性相同,可見，差動電路抑制共模信號能力的大小，反映了它對零點漂移的抑制水平。,共模信號 需要抑制,兩管集電極電位一減一增，呈等量異向變化，,(2)

3、 差模信號 ui1 = ui2大小相等、極性相反,uo= (VC1VC1 )(VC2 + VC ) =2 VC1,即對差模信號有放大能力。,差模信號 是有用信號,(3) 比較輸入,ui1 、ui2 大小和極性是任意的。,例1: ui1 = 10 mV, ui2 = 6 mV,ui2 = 8 mV 2 mV,例2: ui1 =20 mV, ui2 = 16 mV,可分解成: ui1 = 18 mV + 2 mV,ui2 = 18 mV 2 mV,可分解成: ui1 = 8 mV + 2 mV,共模信號,差模信號,放大器只 放大兩個 輸入信號 的差值信 號差動 放大電路。,這種輸入常作為比較放大來

4、應用，在自動控制系統(tǒng)中是常見的。,三、典型差動放大電路,RE的作用：穩(wěn)定靜態(tài)工作點，限制每個管子的漂移。,EE：用于補償RE上的壓降，以獲得合適的工作點。,R P :為了使左右平衡，可設置調零電位器。,1、靜態(tài)分析,由于電路結構對稱，管子特性一致。 UC1= UC2,Uid1= -Uid2,即相當于輸入一對差模信號,Ie1,Ie2,Ib1= -Ib2 Ie1= -Ie2 Uc1= -Uc2,流過Re上的交流總電流：,Ie=Ie1+Ie2= 0,Re上交流壓降為0。,因此，畫交流通路時，Re可視為短路，即兩管的發(fā)射極直接接地。,由Uc1= -Uc2可知RL兩端電位一端為正，一端為負，RL的中點應

5、是地電位，即每管對地的負載電阻為RL/2.,1）差模信號分析,2、動態(tài)分析,RL=Rc/(RL/2),rid=2(Rb+rbe),rod 2 Rc,與單管增益相同,雙端輸入雙端輸出,rid=2(Rb+rbe),rod 2 Rc,雙端輸入單端輸出,是單管增益的一半,ris=2(Rb+rbe),ros Rc,C1為反向輸出端,C2為同向輸出端,2）共模信號分析,Iec1,Iec2,Uic1=Uic2=Uic,Ibc1=Ibc2 Iec1=Iec2,流過Re上的電流：,Iec=Iec1+Iec2=2 Iec1,Re上的電壓：,URe=Iec12Re,畫交流通路時，單管射極電阻應為2Re 。,差放的特

6、點： 輸入無差別，輸出就不動；輸入有差別，輸出就變動。,共模抑制比CMRR衡量差放的一個重要指標。,或,雙端輸出,3）共模抑制比,：差模信號的電壓放大倍數(shù),：共模信號的電壓放大倍數(shù),四、差動放大電路的輸入輸出方式,輸入：單端、雙端,輸出：單端、雙端,（a）雙端輸入雙端輸出 （b）雙端輸入單端輸出,(a) 單端輸入雙端輸出 (b) 單端輸入單端輸出,電壓放大倍數(shù)僅與輸出方式有關，單端輸出的電壓放大倍數(shù)是雙端輸出的一半。,性能比較見課本表6-1,第四節(jié) 功率放大電路,功率放大電路的作用：是放大電路的輸出級，去推動負載工作。例如使揚聲器發(fā)聲、繼電器動作、儀表指針偏轉、電動機旋轉等。,(1) 要有足夠

7、大的輸出功率；,(3)效率要高。,一、功率放大電路的特點,(2) 非線性失真要?。?晶體管的工作狀態(tài),甲類工作狀態(tài) 晶體管在輸入信號 的整個周期都導通 靜態(tài)IC較大，波形好, 管耗大效率低。,乙類工作狀態(tài) 晶體管只在輸入信號 的半個周期內導通， 靜態(tài)IC=0，波形嚴重失真, 管耗小效率高。,甲乙類工作狀態(tài) 晶體管導通的時間大于半個周期，靜態(tài)IC 0，一般功放常采用。,二、互補對稱放大電路,互補對稱電路是集成功率放大電路輸出級的基本形式。當它通過容量較大的電容與負載耦合時，由于省去了變壓器而被稱為無輸出變壓器(Output Transformerless)電路，簡稱OTL電路。若互補對稱電路直接

8、與負載相連，輸出電容也省去，就成為無輸出電容(Output Capacitorless)電路，簡稱OCL電路。 OTL電路采用單電源供電， OCL電路采用雙電源供電。,1、電路組成,OCL功放： 電路中采用兩個晶體管：NPN、PNP各一支；兩管特性一致。組成互補對稱式射極輸出器。無輸出電容。,2、工作原理,（設ui為正弦波）,靜態(tài)時：,ui = 0V ic1、ic2均=0（乙類工作狀態(tài)） uo = 0V,動態(tài)時：,ui 0V,T1截止，T2導通,ui 0V,T1導通，T2截止,iL= ic1 ;,iL=ic2,兩個管子交替工作，在負載上得到完整的正弦波。,交越失真,當輸入信號ui為正弦波時，

9、輸出信號在過零前后出現(xiàn)的 失真稱為交越失真。,交越失真產(chǎn)生的原因 由于晶體管特性存在非線性， ui 死區(qū)電壓,晶體管導通不好。,采用各種電路以產(chǎn)生有不大的偏流，使靜態(tài)工作點稍高于截止點，即工作于甲乙類狀態(tài)。,克服交越失真的措施,應加一定的靜態(tài)偏置，以消除交越失真。,3、電路改善,增加R2、D1、D2使兩只晶體管靜態(tài)時均處于微導通狀態(tài)，用以消除交越失真。,靜態(tài)時通過調節(jié)電阻使E點電位UE=0V。,動態(tài)時uB1 uB2 ui（R2及D1、D2動態(tài)電阻很?。?。uo跟隨ui。,E,三、集成功率放大電路,集成功率放大器廣泛用于音響、電視和小電機的驅動方面。集成功放是在集成運算放大器的電壓互補輸出級后，加入互補功率輸出級而構成的。大多數(shù)集成功率放大器實際上也就是一個具有直接耦合特點的運算放大器。它的使用方法原則上與集成運算放大