機(jī)電一體化第三章ppt課件(參考版)
2025-05-03 22:54本頁面
【正文】 3．共模抑制比高，能對(duì)直流和低頻信號(hào)（電壓或電流）進(jìn)行準(zhǔn)確、安全的測(cè)量。n 數(shù)字電路中的光電隔離（開關(guān)裝置）a) 變壓器耦合浮置電源輸入調(diào)制放 大 器耦合變壓器輸出解調(diào)放 大 器輸出輸入 －＋b) 光電耦合浮置電源光電耦合器輸 入放大器－＋輸 出放大器輸出輸入LEDV72 1．保護(hù)系統(tǒng)元件不受高共模電壓的損害，防止高壓對(duì)低壓信號(hào)系統(tǒng)的損壞。利用光電耦合方式實(shí)現(xiàn)載波調(diào)制，可獲得 10KHz帶寬 ，但其隔離性能不如變壓器耦合。由于隔離放大器采用了 浮離式設(shè)計(jì) ，消除了輸入、輸出端之間的耦合，71目前，隔離放大器中采用的耦合主要有兩種： 變壓器（電磁）耦合和光電耦合 。AD524原理圖70四、隔離放大器 在有強(qiáng)電或強(qiáng)電磁干擾的環(huán)境中，為了防止電網(wǎng)電壓等對(duì)測(cè)量回路的損壞，其信號(hào) 輸入通道采用隔離技術(shù)，能完成這種任務(wù)，具有這種功能的放大稱為 隔離放大器 。圖 326 程控增益放大器原理圖模擬開關(guān)8086123468 利用程控增益放大器 與 A/D轉(zhuǎn)換器組合，配合一定的軟件，很容易實(shí)現(xiàn)輸出信號(hào)的增益控制或量程變換，間接的提高輸入信號(hào)的 分辨率和靈敏度 ；因此，程控增益放大器目前有著極為廣泛的應(yīng)用AD521構(gòu)成的程控增益放大器69n 有些測(cè)量放大器，其電路中已將譯碼電路和模擬開關(guān)結(jié)合在一起，有的甚至將設(shè)定增益所需的電阻也集成于同一組件中，為計(jì)算機(jī)控制提供了極為便利的條件。66圖 326即為一利用改變反饋電阻的辦法來實(shí)現(xiàn)量程變換的可變換增益放大器電路。根據(jù)測(cè)量范圍選擇放大倍數(shù) 65 為解決這個(gè)問題，工程上常采用 通過改變放大器增益的方法 ，來實(shí)現(xiàn)不同幅度信號(hào)的放大，如萬用表、示波器等許多測(cè)量儀器原量程變換等。64三、程控增益放大器 當(dāng)模擬信號(hào)送到模數(shù)變換器時(shí)，為減少轉(zhuǎn)換誤差， 一般希望送來的模擬信號(hào)在A/D轉(zhuǎn)換器輸入的允許范圍內(nèi)盡可能大，然而，當(dāng)被測(cè)參量變化范圍較大時(shí)，經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)換后的模擬信號(hào)變化也較大， A/D轉(zhuǎn)換誤差小。n Rw是用來調(diào)整放大倍數(shù)的外接電阻，最好用 多圈電位器 。習(xí)慣上將具有這種特點(diǎn)的放大器稱為 測(cè)量放大器或儀表放大器 。n 實(shí)用中有專門設(shè)計(jì)的比較器集成電路芯片，具有快速響應(yīng)能力且誤差極小，無須再用通用運(yùn)算放大器。 59比較器 n 圖中的工作方式用于兩個(gè)信號(hào) U1和 U2的比較。由于運(yùn)算放大器反相輸入端的電流為零，有 is+ir=0Uo=isR58電壓 電流轉(zhuǎn)換器 n 有時(shí)反過來需要把電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)。 55差動(dòng)放大器 n 如果令 R3=R1， R4=R2，則 56電荷放大器q=DF57電流 電壓轉(zhuǎn)換器 n 很多傳感器以電流方式輸出信號(hào)，往往需轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。如果阻抗 Z1和 Z2都是純電阻，那么輸出信號(hào)對(duì)于輸入信號(hào)的相移為 180176。Ui=U1U2n 實(shí)際應(yīng)用中，運(yùn)算放大器很少開環(huán)使用， 大都要加上某種反饋電路，構(gòu)成一種輸入 輸出運(yùn)算關(guān)系。當(dāng)信號(hào)從 1端輸入時(shí)，輸出信號(hào)與輸入信號(hào)同相，稱 同相輸入 ；而當(dāng)信號(hào)從 2端輸入時(shí)，輸出信號(hào)與輸入信號(hào)反相，稱 反相輸入 。50單端輸入和雙端輸入n 運(yùn)算放大器的輸入方式有單端輸入和雙端輸入兩種。49實(shí)際運(yùn)算放大器的特性n 理想運(yùn)算放大器是實(shí)際運(yùn)算放大器的模型。理想運(yùn)算放大器的兩個(gè)輸入端之間電壓總是為零。進(jìn)入或流出理想運(yùn)算放大器兩個(gè)輸入端的電流總是為零。因此，對(duì)于理想運(yùn)算放大器，有以下三個(gè)關(guān)系同時(shí)成立。 n 理想運(yùn)算放大器有兩個(gè)最重要的性質(zhì)，即 輸入電阻值無窮大和開環(huán)放大倍數(shù)無窮大 。 47一、 運(yùn)算放大器基本電路 理想
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