洛阳理工学院毕业设计(论文)
图2-11 ADC0809与单片机的连接
2.4 放大器电路设计
传感器是将待测的物理量或化学量转换成电信号输出。但其输出的信号通常都很小,需要进行放大。传感器的信号放大,根据具体情况可采用分立元件放大器(晶体管放大器)和集成元件放大器(运算放大器)两种。
一 交流放大器电路 1.共发射极放大电路 A 工作点不稳定状态 静态工作点 Ib≈
Ec,Ic=βIb, Rb Uce=Ec-IcRc 交流等效电路 R'fz=Rc//Rfz
(a)电路图 (b)图解法 (c)交流等效电路
图2-12 工作点不稳定状态放大电路
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输入电阻 rsr≈rbe(当rbe〈〈Rb时) 输出电阻 rsc≈
Rc≈Rce rsc放大倍数 K'=
??R?fz rbc此放大器特点:放大倍数大。
B 工作点稳定状态 a。静态工作点 由(
Ue2R1Ee?(Ue2?Ube)1-Ube1)≈
R1?R2Rc1Re1交流等效电路 R'fz1=Rc1//rbe,R'fz2=Rc2//Rfz 输入电阻 rsr≈rbe2(当rbe1〈〈R1//R2时) 输出电阻 rsc≈Rc
R?fz2Usc放大倍数 K'=≈β1β2 (当RC1>>rb2时)
rbe1Usr此放大电路特点 放大倍数大,工作点稳定
b.静态工作点 Ub≈
EcRb1,Ua=Ub-Ube,
Rb1?Rb2 Ie=
Ue,Uce≈Ec-Ic(Re+Rc) Re交流等效电路 R'fz=Rc//Rfz
输入电阻 rsr=rbe(当rbe〈〈Rb1//Rb2) 输出电阻 rsc≈Rc 放大倍数 K'=
??R?fz rbe
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(a)电路图 (b)图解法 (c)交流等效电路
图2-13 工作点稳定状态a类放大器电路
此放大电路特点 rsr较大,|K|〉1且与晶体管参数几乎无关。
(a)电路图 (b)图解法 (c)交流等效电路
图2-14 工作点稳定状态b类放大器电路
C. 静态工作点 Ub 、Uc同左,但Ie=交流等效电路 R'fz=Rc//Rfz 输入电阻 rsr?输出电阻 rsc?.Uc,Uce≈Ec-Ic(Rc+Re+RF)
Re?RFRb1//Rb2//(?RF?rbe)
Rb?rbe?'(当Rb'??rbe< 放大倍数 K??RRFfz'''(当?RF》rbe) 此放大电路特点 rsr大,rsc小,K?1 (a)电路图 (b)图解法 (c)交流等效电路 图2-15 工作点稳定状态c类放大器电路 ① 共集电极放大电路. 静态工作点 Ib?Rb??RCEc,IC??Ib,Uce?Ec?IcRc 16 洛阳理工学院毕业设计(论文) 交流等效电路 Rfz?RC//Rfz 输入电阻 rsr?Rb//?Rfz ''放大倍数 K?.(??1)Rfz'rbe?(??1)Rfz' (a)电路图 (b)图解法 (c)交流等效电路 图2-16 共集电极放大器电路 ⑵ 反馈 凡是引入反馈以后使放大镜器放大倍数减小的称为负反馈。反之凡是引反馈以后使放大倍数增大 的称为正反馈赠。其中换反馈有电压串联负反馈赠,电流串联负反馈赠,电压并联负反馈赠,电流并联负反馈。 二 直流放大器电路 将缓慢的直流量信号进行广大的器件称直流放大器。它与前述交流放大器的区别是交流放大器级与级之间加了三个隔离直电流电容(即耦合电容)而直流放大器级与级之间没有这个电路,故直流放大器又称直接耦合放大器 三 运算放大器电路 1.概述 在直流差动放大器的输入端子输出端之间跨接各种网络(如电阻R1、电容C等),使构成用来实现信号组合和运算的运算放大器,运算放大器通常是由放大电路组成,输入级(第一级)由晶体管T1和T2组成差动放大镜电路T3和T4是T1和T2的有源负载。T9是恒流源,第二级放大电路由晶体管T5和T6组成,T10是恒流源(T6的有源负载),为了获得输出阻抗,输出级(第三级)由晶体管T7和T8组成,采用互补对称放大电路。 17 洛阳理工学院毕业设计(论文) 运算放大器是一种具有高放大倍数,深度负反馈的直流放大器。便于实现信号的组合和运算。有很大的灵活性,因此它们不仅仅电子模拟计算机的关键部件,而且在自动控制系统测量装置中得到广泛应用。尤其在线性固体组件出现后,有具有体积小,质量轻等优点,所以在实际中应用固体组件运算放大器所组成的电路是多种多样。 理想运算放大器的特性: ①开环增益Ad无限大;②输入阻抗无限大;③输出阻抗Z为0; 图2-17 运算放大器电路图 ④输入电压的失调电压rf为;⑤带宽无限大;⑥上述①—⑤的特性不随环境温度的变化而变化; 2.运算放大器的典型电路 A 反馈型号放大电路B 加法放大电路C 减法放大电路D 积分电路E对数放大电路F 乘法器电路G 除法器电路H比较器电路I 整流器电路J 限频器电路K 数据放大器电路 L 弱电流放大器M 电荷放大器电路 四 集成运算放大器概述 在信号的放大,信号的运算(加、法、乘、除、对数、反对数、平方、开方),信号的处理(滤波、调制)以及波形的产生和变换的单元中,运算放大器是它们的核心部分, 由多级直接耦合放大电路组成的,主要有,总体,偏置电路、单位增益转换、电平转移、恒流反馈、消振补偿等组成,主要参数有:差模开环增益 18