機(jī)械電子第八章信號處理-wenkub
2023-03-03 13:36:55 本頁面
【正文】 相輸入 ；而當(dāng)信號從 2端輸入時，輸出信號與輸入信號反相，稱 反相輸入 。 ? 實際的運算放大器具有很高（上千倍，但不是任意大）的開環(huán)放大倍數(shù)，輸入端口有很大的輸入電阻（兆歐以上，但不是無窮大）。 ?在輸入一側(cè)考慮電流關(guān)系時，反相輸入端與同相輸入端之間是“虛斷”的，圖中用叉表示。 2－ 1＋ Ui= 0U2UoIi= 0 Uc c+ Uc cU133 理想運算放大器的特性 ? 因輸入電阻值無窮大，所以經(jīng)輸入端 1和輸入端 2的電流無窮小，進(jìn)而輸入端 1和輸入端 2之間沒有電壓降。有的傳感器已具備對溫度等因素的自動補(bǔ)償能力，并帶有自檢功能和局部決策能力，這種新穎的設(shè)計是測量技術(shù)的重大進(jìn)展。最基本的原因 是傳感器輸入信號的幅度不適當(dāng)，需要引入增益或者衰減使之與系統(tǒng)下一級匹配。在一些復(fù)雜環(huán)境中，從傳感器得到的原始信號中往往含有其他成分，必須去除之后才能獲得所需信息。 2 運算放大器基本電路 ? 理想運算放大器 如圖示 ? 輸入端 1是同相輸入端，輸入端 2是反相輸入端， 3是輸出端。因此，對于理想運算放大器，有以下三個關(guān)系同時成立。進(jìn)入或流出理想運算放大器兩個輸入端的電流總是為零。由于運算放大器本身的開環(huán)增益非常高，輸入電阻非常大，許多場合下可以認(rèn)為它的輸入電流和輸入電壓都為零，就是所謂理想運算放大器。 ? 在雙端輸入（也稱為差動輸入）的情況下，輸入信號U1和 U2同時加在同相端 1和反相端 2上，它的輸入是同相輸入端電壓與反相輸入端電壓之差。 ++ Uc ci1i2a Uc cUiZ1Z2UaZ3Uoia11UUiZ= oa22UUiZ=2oi1ZUUZ8 同相放大器 ? 許多傳感器輸出電流的能力很有限，即帶負(fù)載能力很差，因此必須配以高阻抗的負(fù)載。 整理得 i a i b o a o ba1 1 22U U U UiR R R==+( )12o a o b i a i b12RRU U U UR+ = 4 1 2o i a i b312R R RU U URRR3+ Uc c + Uc cR4Ui bUoUi a+ Uc c+ Vc c+ Uc c + Uc cR4R3R1R2R2R4Uo bUo a12 積分器 ? 用電阻和電容就可以構(gòu)成一個簡單的積分電路，但隨著電容上充電電壓的增加，流經(jīng)電阻的充電電流會隨之變化。電荷放大器用來把這些電荷變化轉(zhuǎn)換成電壓信號。 ? 放大器下限頻率為 ++ Uc cRf Uc cUiUoCCfh1= ( )2 ccf R C Cp1 f f1=2f R Cp 15 電流 電壓轉(zhuǎn)換器 ? 很多傳感器以電流方式輸出信號，往往需轉(zhuǎn)換成電壓信號。 +_VoViiaimRLR1+ Vc c Vc c17 比較器 ? 圖中的工作方式用于兩個信號 U1和 U2的比較。 ? 滯回比較器（施密特觸發(fā)器）： 從輸出引一個電阻分壓支路到同相輸入端。 19 施密特觸發(fā)器 ? 翻轉(zhuǎn)點處的輸入電壓值由下式?jīng)Q定 ? ， Us為正 ? ， Us為負(fù) 2i1 s 1 2U R RU R2i2 s 1 2U R RU R+_UoUiR1R2+ Uc c Uc cUoUiUi 1Ui 2 Us+ UsOa) 電路圖 b) 輸入輸出特性20 有參考電壓的施密特觸發(fā)器 ? 在 R2支路中加一個參考電壓 Vref，輸入輸出特性就會平移。只要施密特觸發(fā)器的vt+和 vt設(shè)置得合適，均能收到滿意的整形效果。但是要保持系統(tǒng)長期穩(wěn)定可靠地工作，定期檢查和重新校準(zhǔn)仍然是必要的。 ? 輸入偏置電流 ?輸入偏置電流是對于雙極型晶體管輸入級而言的。 ? 輸出電壓漂移主要是由一些長期因素所致，譬如元件老化，電源電壓變化等。 ? 加負(fù)反饋后有效增益 Aeff減小到 Aeff=A/(1+Aβ) ?式中， A為運算放大器直流增益； β為反饋系數(shù)。全功率帶寬的定義是：加在輸入端的正弦波幅度達(dá)到輸入電壓極限時，該正弦電壓能達(dá)到的最高頻率值。 ? 高頻分量經(jīng)電容耦合至放大器輸出級，低頻分量和漂移信號則用來對斬波振蕩器的輸出作幅度調(diào)制，結(jié)果得到一個交流信號，其幅度由原信號中的低頻分量決定。 ?隔離放大器 ?隔離變壓器 ?光隔離器
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