适合过程控制应用的完整高速、高共模抑制比(CMRR)精密模拟前端

合集下载

运算放大器共模抑制比(CMRR)

运算放大器共模抑制比(CMRR)

运算放大器共模抑制比(CMRR)CMR CMR =160140120100806040200dBFREQUENCY -Hz20 log 10CMRR0.01 0.1 1 10 100 1k 10k 100k 1M图1:OP177的CMRR共模抑制比(CMRR)如果信号均等施加至运算放大器的两个输入端,使差分输入电压不受影响,则输出也不应受影响。

实际上,共模电压的变化会引起输出变化。

运算放大器共模抑制比(CMRR)是指共模增益与差模增益的比值。

例如,如果Y V 的差分输入电压变化产生1 V 的输出变化,X V 的共模电压变化同样产生1 V 的变化,则CMRR 为X/Y 。

共模抑制比以dB 表示时,通常指共模抑制(CMR)——注意,半导体行业对使用dB 还是比值来表示CMR 或CMRR 很少有统一说法。

典型的低频CMR 值为70 dB 至120 dB ,但在高频时CMR 会变差。

除了CMRR 数值范围外,许多运算放大器数据手册还提供CMR 与频率的关系图表,如图1所示OP177精密运算放大器的CMRR 。

在采用同相模式配置的运算放大器中,CMRR 会产生相应的输出失调电压误差,如图2所示。

注意,反相模式工作的运算放大器CMRR 误差较小。

因为两个输入端都接地(或虚地),所以不存在共模动态电压。

指南R2R1V IN = V CM+–V OUTV OUT = 1 +R2R1ERROR (RTI) =V CM CMRR=V IN CMRR V IN +V INCMRRERROR (RTO) =1 +R2R1V IN CMRR图2:计算由共模抑制比(CMRR)造成的失调误差+-RESISTORS MUST MATCHWITHIN 1 ppm (0.0001%) TO MEASURE CMRR > 100dBR2DUT∆V OUT = (1 +)∆V IN CMRRR2R1R1R1V INV OUTR2图3:简单的共模抑制比(CMRR)测试电路测量共模抑制比共模抑制比可以通过多种方式来测量,下图3所示的方法采用四个精密电阻将运算放大器配置成差分放大器,信号施加于两个输入端,从而测量输出变化——具有无限CMRR 的放大器不会产生输出变化。

测控电路课后习题答案(全)

测控电路课后习题答案(全)
计算机的发展首先取决于大规模集成电路制作的进步。在一块芯片上能集 成多少个元件取决于光刻工艺能制作出多精细的图案�而这依赖于光刻的精确 重复定位�依赖于定位系统的精密测量与控制。航天发射与飞行�都需要靠精 密测量与控制保证它们轨道的准确性。
一部现代的汽车往往装有几十个不同传感器�对点火时间、燃油喷射、空
积分等、非线性环节的线性化处理、逻辑判断等。
1-6 测量电路的输入信号类型对其电路组成有何影响�试述模拟式测量电路与 增量码数字式测量电路的基本组成及各组成部分的作用。 随着传感器类型的不同�输入信号的类型也随之而异。主要可分为模拟式
信号与数字式信号。随着输入信号的不同�测量电路的组成也不同。 图 X1-1 是模拟式测量电路的基本组成。传感器包括它的基本转换电路�如
应用于要求共模抑制比大于 100dB 的场合�例如人体心电测量。
2-8 图 2-8b 所示电路�N1、N2 为理想运算放大器�R4=R2=R1=R3=R�试求其闭环电压放大倍 数。 由图 2-8b 和题设可得 u01 =ui1 (1+R2 /R1) = 2ui1 , u0=ui2 (1+R4 /R3 )–2ui1 R4/R3 =2ui2–2
电桥�传感器的输出已是电量�电压或电流�。根据被测量的不同�可进行相应
的量程切换。传感器的输出一般较小�常需要放大。图中所示各个组成部分不 一定都需要。例如�对于输出非调制信号的传感器�就无需用振荡器向它供电� 也不用解调器。在采用信号调制的场合�信号调制与解调用同一振荡器输出的 信号作载波信号或参考信号。利用信号分离电路�常为滤波器��将信号与噪声 分离�将不同成分的信号分离�取出所需信号。有的被测参数比较复杂�或者 为了控制目的�还需要进行运算。对于典型的模拟式电路�无需模数转换电路 和计算机�而直接通过显示执行机构输出�因此图中将模数转换电路和计算机 画在虚线框内。越来越多的模拟信号测量电路输出数字信号�这时需要模数转 换电路。在需要较复杂的数字和逻辑运算、或较大量的信息存储情况下�采用 计算机。

传感器与测试技术课程设计

传感器与测试技术课程设计

传感器与测试技术课程设计《荷重传感器与电子秤》课程设计分校(站、点):年级、专业:机械制造与其自动化学生姓名:学号:指导教师:完成日期:2012、6一,设计简述随着现代化生产的发展,电子秤在许多商业活动中已成为不可缺少的计量工具。

电子秤作为一个典型的自动检测系统,也可归纳为由三大环节所组成。

如图1所示一次仪表通常指的是传感器,它是由敏感元件,电路,机构等组成,是利用某些特殊材料对某些物理量具有一定的敏感,然后转换成电量(电压,电流)。

通常来自一次仪表的电信号比较弱小,不足以驱动显示器。

为此采用二次仪表对信号进行放大;来自一次仪表的电信号往往还夹带外部的干扰信号,必须把它去除,一般二次仪表还包括滤波电路用以消除干扰。

传感器的转换关系往往并不服从线性关系,所以有时还需要进行适当的线性补偿处理。

故称二次仪表为测量与显示部件。

二次仪表的输出信号可能是模拟量,也可能是数字量。

三次仪表是采用了计算机技术,所以要求二次仪表的输出信号必须是数字信号。

三次仪表将进一步对信号进行处理并形成控制量输出。

作为规模较小的仪表系统,三次仪表主要是以中央处理器为核心的数字电路,组成智能化仪表。

使整个测量系统的性能与功能大大提高。

图2所示的以单片机为核心部件组成三次仪表,它大大丰富了电子秤功能。

各种各样形式的电子秤的仪表结构都是大同小异的,都必须利用荷重传感器来采集重量信号并变换成相应大小的电信号。

电子秤的二次仪表把来自荷重传感器的微弱电压信号进行放大,滤波。

这不仅为了提高灵敏度,更重要的是与下一环节的电路进行正确匹配。

目前大多数电子秤是数字显示方式,所以模拟信号还必须作模数转换。

有了A/D转换器的数码信号,就可以进行自动标度变换、自动超载报警、自动数字显示。

还可以增加人机对话键盘、与外部设备的数据交换与通信、输出模拟或数字控制信号等功能。

由此大大提高了性能。

二,设计过程1、荷重传感器电子称传感器的选用荷重传感器的形式有电阻式、电容式、压磁式等多种形式。

ADI电路实验室电路说明书-AD7685

ADI电路实验室电路说明书-AD7685

Rev.0Circuits from the Lab™ circuits from Analog Devices have been designed and built by Analog Devices engineers. Standard engineering practices have been employed in the design and construction of each circuit, and their function and performance have been tested and verified in a lab environment atroom temperature. However, you are solely responsible for testing the circuit and determining its suitability and applicability for your use and application. Accordingly, in no event shall Analog Devices be liable for direct, indirect, special, incidental, consequential or punitive damages due to any cause One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A. Tel: /zh电路笔记CN-0213连接/参考器件16位、250 kSPS PulSAR® ADC,采用MSOP/QFN封装AD7685Circuit from the Lab™实验室电路是经过测试的电路设计,用于解决常见的设计挑战,方便设计人员轻松快捷地实现系统集成。

一种高性能误差放大器的设计

一种高性能误差放大器的设计

一种高性能误差放大器的设计作者:姚进陈鹏来源:《物联网技术》2014年第07期摘要:给出了一种运用于高压DC-DC BUCK转换器的新型高性能误差放大器的设计方案。

其核心模块采用差分运算跨导(OTA)三级放大结构来实现高增益,低时延等性能,同时采用0.6 μm BCD HSPICE模型进行了仿真。

结果表明:不同条件下的共模抑制比(CMRR)、电源抑制比(PSRR)分别在120 dB和70 dB左右,瞬态上升和下降时延均在百纳秒级,且变化范围很小。

关键词:误差放大器;CMRR;PSRR;BCD中图分类号:TH702 文献识别码:A文章编号:2095-1302(2014)07-0045-030引言DC-DC转换器的其体积小、转换效率高、外围电路简单、噪声低等优点,被广泛地应用于诸如通信以及便携式等设备的电源供给系统中。

本论文结合高压转换器的性能要求及BCD的工艺特点,采用改进的差分运算跨导结构、共射增益级和其它辅助电路,设计了一款具有高共模抑制比(CMRR)、高电源抑制比(PSRR)、低时延的误差放大器,同时对其性能进行了分析和验证。

仿真结果表明:本文所设计的电路能满足指标要求,并显著地提高了误差放大器的精度和性能。

1电流模式BUCK转换器图1所示的是一种电流控制模式BUCK转换器的简化模块图。

通常可将转换器分为功率输出电路和反馈控制回路[1]。

其中,误差放大器是转换器电压反馈控制电路的关键模块之一。

它可以通过放大转换器输出端分压得到的带有输出信号Vout变化信息的反馈信号FB与基准电压Vref的差值,来改变转换器PWM(Pulse Width Modulation)信号的占空比,以控制开关管M的导通时间,进而调整输出电压。

当输出信号Vout低于正常值时,反馈信号VFB小于基准电压Vref,误差放大器输出增大,PWM信号占空比也相应地加大,开关管的导通时间增大,使输出信号增大;反之,当输出信号Vout超出正常值时,开关管导通时间减小,使输出电压降低。

一种带有增益提高技术的高速CMOS运算放大器设计

一种带有增益提高技术的高速CMOS运算放大器设计

一种带有增益提高技术的高速CMOS运算放大器设计宋奇伟;陆安江;张正平【摘要】设计了一种用于高速ADC中的高速高增益的全差分CMOS运算放大器。

主运放采用带开关电容共模反馈的折叠式共源共栅结构,利用增益提高和三支路电流基准技术实现一个可用于12~14 bit精度,100 MS/s采样频率的高速流水线(Pipelined)ADC的运放。

设计基于SMIC 0.25μm CMOS工艺,在Cadence环境下对电路进行Spectre仿真。

仿真结果表明,在2.5 V单电源电压下驱动2 pF负载时,运放的直流增益可达到124 dB,单位增益带宽720 MHz,转换速率高达885V/μs,达到0.1%的稳定精度的建立时间只需4 ns,共模抑制比153 dB。

%A fully differential opamp used in a high speed ADC was designed.The main amplifier is a folded cascode amplifier with SC CMFB.The opamp can be used in a 12 bit、100MS/s high speed Pipelined ADC with gain boosting and the triple-branch current reference technique.The operational amplifier is implemented in a standard 0.25 μm CMOS process,simulated with Spectre under Cadence.With 2.5 V power supply and 2 pF load capacitance has a DC gain of 124 dB,a unity gain bandwidth of 720MHz,Slew Rate of 885 V/μs,4 ns settling time and 153dB CMRR.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2012(020)010【总页数】4页(P1-4)【关键词】运算放大器;折叠式共源共栅;高速度;增益提高;三支路电流基准【作者】宋奇伟;陆安江;张正平【作者单位】贵州大学贵州省微纳电子与软件技术重点实验室,贵州贵阳550025;贵州大学贵州省微纳电子与软件技术重点实验室,贵州贵阳550025;贵州大学贵州省微纳电子与软件技术重点实验室,贵州贵阳550025【正文语种】中文【中图分类】TN722.7随着当今集成电路技术遵从摩尔定律的快速发展,在深亚微米级甚至纳米级工艺下电源电压及MOS管特征尺寸不断降低,器件的诸多性能已达到瓶颈。

基于24位Σ-Δ型ADC AD7793、数字隔离器ADuM5401和高性能仪表放大器的全隔离输入模块

基于24位Σ-Δ型ADC AD7793、数字隔离器ADuM5401和高性能仪表放大器的全隔离输入模块

基于24位Σ-Δ型ADC AD7793、数字隔离器ADuM5401和高性能仪表放大器的全隔离输入模块电路功能与优势本电路提供一种完整的工业控制输入模块解决方案。

该设计适合过程控制可编程逻辑控制器(PLC)和分布式控制系统(DCS)模块,这些模块必须对标准4 mA至20 mA电流输入及单极性或双极性输入电压范围进行数字化处理。

仪表放大器AD8220用来对双极性信号进行电平转换,向AD7793 ADC提供0 V至5 V输入信号。

ADuM5401提供微控制器与ADC之间所需的全部信号隔离和电源。

本电路还含有标准外部保护功能,且经过测试和验证,完全符合IEC 61000标准。

图1. 24位隔离式工业控制电压输入模块(原理示意图)电路描述对于工业控制模块,模拟输入电压和电流范围包括±5 V、±10 V、0 V至5 V、0 V至10 V、4 mA至20 mA或0 mA至20 mA。

输入端的电阻分压器(R2-R3)用来衰减高压输入,使其符合AD8220的最大输入范围(采用+5 V单电源供电时为−0.1V至+2.5 V)。

AD8220用来对输入信号进行电平转换,并提供增益,使其符合AD7793的输入范围。

该电路专门针对单极性模拟输入设计,其它电路板针对双极性操作设计,需要双极性电源(参见“iCoupler 数字隔离器保护工业、仪器仪表和计算机应用中的RS-232、RS-485和CAN 总线”Wayne, Scott,模拟对话,2005年10月。

) AD8220用来对输入信号进行电平转换,并提供增益,使其符合AD7793的输入范围。

它还具有这些应用需要的出色共模抑制比(CMRR)。

跳线(为清晰起见,图中显示为开关)用来切换硬件中的电流和电压范围,以及设置AD8220的增益。

例如,当输入设置为接收4 mA至20 mA电流时,开关配置为在输入端提供250 Ω负载电阻(R1),以提供5 V满量程电压。

共模抑制比定义

共模抑制比定义

共模抑制比:让信号更纯净
共模抑制比(Common Mode Rejection Ratio,简称CMRR)是一种用于衡量放大器抑制共模信号能力的指标。

通俗地理解,共模信号就
是传输过程中不期望出现的干扰信号,可能来自于电源、设备或者周
围环境等因素,对信号的准确采集和处理造成影响,因此需要被抑制。

CMRR指标越高,放大器就越能够抑制共模信号,也就是说信号输
出的纯净度更高。

同时,CMRR对于放大器的抗噪声能力等性能也有影响,因此在设计放大器电路时需要充分考虑CMRR这一指标。

CMRR的计算方法较为简单,一般使用公式
CMRR=20*log10(Ad/Adm),其中Ad表示放大器的差模增益,Adm表示放大器的共模增益,单位是分贝(dB)。

较高的CMRR值通常需要通过电
路设计、布局、滤波等手段来实现。

同时,还可以通过使用更好的操
作放大器、提高供电电压、加强屏蔽等方法来提高CMRR指标。

总之,CMRR是一种极其重要的指标,对于放大器的性能和信号质
量有着直接的影响。

在实际应用中,需要选择适合的CMRR值,以保证
信号能够得到准确、稳定地处理和采集,同时也需要不断优化电路和
技术手段,提高CMRR指标,使信号的纯净度更高、稳定度更高,为应
用提供更好的数据支撑。

在单电源差分视频发射机-接收机应用中提高共模抑制比(CMRR)

在单电源差分视频发射机-接收机应用中提高共模抑制比(CMRR)

电路 I作 原 理
在 图 1 利用 4 中, V直流偏置 电压对发射机的 l PP输 V—
入信 号进 行偏置。 接着 , 机对信号进行放大( 发射 增益 为 2 / v
V, ) 并通过 CA _ T5双绞线进行传输 。在接收机前端 , V — 2 PP 差分信号在 Q1 Q2的基 极出现, 和 电流源 晶体管 ( Q3与Q4 ) 提供 1 mA发射极 电流(E=V—B=1 — .=05 —I d V B E . 07 .V V 2 =V R
维普资讯
在单电 源差分视频发射机_ 接收机 应用中 提高共 制比C R) 模抑 (M R
I r v g C RR ig e Su pl f r n ilVd o mp o i M n i S n l p y Die e t i e n a T a s t rRe e v r p ia in r n mi e - c ie t Ap l t s c o
制 比, 须测量 U 必 3输 出端 的共模 增益 。在 图 1 示 的电 所
应用中, 如何提高共模抑制 比。
示 意 图 说 明
这个设计包括差分发射机 以及二级差分接 收机 成 单级差 分接收机相 比, 二级差分接 收机可 以提高共模抑制 比, 从而 提 高输 出端 的信 噪 比。可 以利 用美 国国家 半 导体 公司 的
考虑事项 。有时候 , 了防止放 大器 内部输入级饱和 , 为 设计 特 征 阻抗 大约是 10 0 D。发射机 输 出终止于接 收机前端 的 人员可能忽略 了限制共 模电压与信号 电压 总和 的要求 ,而 10 电阻器( l , 0D R 1 可以提供 反 向终端 。 ) 这点在较低 的电源 电压应用 中是不 能忽略的。下面 的设计 理念说明在 C T5 电缆 的单电源差分视频 发射 机一 A- 接收机

三运放仪表放大器共模抑制比

三运放仪表放大器共模抑制比

三运放仪表放大器共模抑制比【知识】深度解析三运放仪表放大器共模抑制比导语:在电子领域中,三运放仪表放大器是一种常用的电路,具有广泛的应用场景。

其中,共模抑制比是评估三运放仪表放大器性能的重要指标之一。

本文将深入探讨三运放仪表放大器共模抑制比的概念、应用和影响因素,帮助读者全面理解这一主题。

一、什么是三运放仪表放大器共模抑制比?1.1 三运放仪表放大器的基本原理三运放仪表放大器是由三个运算放大器组成的电路,常用于测量电压、电流等信号。

它的基本原理是将输入信号分别连接到两个运放器的正输入端和负输入端,并将它们的输出通过差动放大器进行运算。

这样,三运放仪表放大器的输出即为输入信号的差值。

1.2 共模抑制比的定义共模抑制比是评估三运放仪表放大器对共模信号抑制能力的指标。

在理想情况下,三运放仪表放大器只输出差模信号,对于共模信号应该完全抑制。

共模抑制比是用来衡量三运放仪表放大器对共模信号抑制能力的大小的一个指标。

二、三运放仪表放大器共模抑制比的应用和意义2.1 应用场景三运放仪表放大器广泛应用于测量和控制系统中,特别是在精密测量仪器、传感器信号处理和自动控制系统中。

其高共模抑制比使其能够有效地滤除共模干扰信号,提高测量和控制系统的信号质量和精度。

2.2 重要意义共模抑制比是评价三运放仪表放大器性能好坏的指标之一。

具有高共模抑制比的三运放仪表放大器能够更好地抑制共模干扰信号,提高系统的可靠性和稳定性。

共模抑制比的好坏还与电路噪声的抑制、电源噪声的滤除等方面密切相关。

三、影响三运放仪表放大器共模抑制比的因素3.1 运放器的性能参数三运放仪表放大器的共模抑制比与运放器的性能参数密切相关。

运放器的开环增益、共模抑制比和输入偏置电流等参数会直接影响三运放仪表放大器的共模抑制比。

在选用和设计三运放仪表放大器时,需要对运放器的性能参数进行合理的选择和匹配。

3.2 外部电路的设计除了运放器的性能参数之外,外部电路的设计也对三运放仪表放大器的共模抑制比有一定的影响。

示波器测量分辨率提升应用指南说明书

示波器测量分辨率提升应用指南说明书

利用多种工具方法,把示波器测量分辨率提高到 11位以上在进行高分辨率测量时,您可以把数字示波器看作一个整体系统,来改善测量结果。

在对示波器工作模式、探头性能特点、过滤技术及整个系统交互方式有了基本了解之后,您可以改善小信号细节的测量效果。

本应用指南介绍了可以增强现代数字示波器中高分辨率波形采集的某些测量和信号处理技术。

在了解了这些技术的优点和缺点后,您可以在示波器中实现最好的测量分辨率。

提升示波器测量能力应用指南1B探测图1. 为实现高分辨率,必须优化整个测量系统。

为实现高分辨率测量,应把数字示波器看作一个整体系统,而不是简单的模数转换器。

必须考虑整条信号路径,从探头尖端,直到示波器的模拟前端、采样和数字信号处理。

图1所示的每个系统单元都会影响测量分辨率,可以进行优化,以实现最佳结果。

2 w w 3利用多种工具,把示波器测量分辨率提高到11位以上探测探头选择和探头设置至关重要探头的作用似乎很明显,但为实现最优结果,必须进行折衷,特别是在进行高分辨率测量时。

示波器标配的无源探头可能并不是实现最佳分辨率的最佳解决方案。

在本应用指南中,我们将概括介绍影响高分辨率测量结果的探测考虑因素。

与探测有关的更详细的信息请参阅 www.oitek .com .cn 网站中的“电子仪器教材4:全面了解示波器探头”。

最大限度地降低衰减,使信噪比达到最大。

在高分辨率测量中,非常重要的一点是使信号幅度达到最大,同时使外部噪声达到最小。

探头选择是非常关键的第一步。

电压探头与示波器的输入阻抗构成电压分路器(如1X、10X、100X),一般会衰减输入信号。

1X 探头不会降低或衰减信号,10X 探头则会把输入降低到原始信号幅度的 1/10。

示波器通过放大信号来补偿这种衰减,遗憾的是,示波器也会放大探头和示波器增加的任何噪声。

从信噪比角度看,最优探头应该没有衰减或衰减很低。

例如,图2所示的TPP0502高阻抗无源探头提供了 500 MHz 带宽,但只有 2X 衰减。

DF100APSM发射机高速驻波比检测板的原理分析和干扰抑制

DF100APSM发射机高速驻波比检测板的原理分析和干扰抑制

DF100APSM发射机高速驻波比检测板的原理分析和干扰抑制作者从对DF100A PSM发射机的驻波比保护入手,分析了高速驻波比保护电路1A17的原理和保护值的设定,同时针对电路因干扰会产生误动作,从而影响了发射机的正常工作,威胁安全播出。

文章对干扰及抑制措施进行阐述,对于同机型发射机有借鉴作用。

标签:DF100A发射机;驻波比保护;原理分析;干扰抑制1 概述在DF100A PSM发射机的射频输出网络中,由于射频末级不可能达到理想的匹配状态,当天馈线与发射机处于不理想匹配状态时,就会产生反射功率。

反射功率对发射机元器件有损害,也就影响发射机的稳定运行。

当反射功率较大时,会在发射机的输出网络(∏-Г-Т网络)即高末级槽路、谐波滤波器、平衡转换器元器件上产生较高的电压,就会导致器件打火,严重时将使真空电容、电感烧坏,所以在发射机上加入了驻波比保护电路。

驻波比保护电路由两部分组成,一种是机械保护,即反射功率表保护,当发射机反射功率超过一定值时(反射功率表上红色指针设定的功率值,一般为10kW),反射功率表内部的继电器动作,发射机将从高功率降到低功率,如果超过三次,发射机就会掉高压。

但是,由于继电器机械保护动作时间为毫秒级,对于雷电、天馈线系统的打火等,引起瞬间反射功率过大是不起作用的,因此,发射机还设置了高速驻波比保护电路,即1A17电路,它采用电子保护方式(设定值为20kW),使保护动作时间提高到了微秒级,极大地提高了动作保护时间。

采用这两种驻波比保护电路,可以快速检测发射机的驻波比,大大提高了发射机的稳定性。

AD524放大器作为1A17板的核心,下文将主要分析其内部线路及工作原理,以及干扰1A17板正常工作的原因和抑制干扰的措施。

2 1A17电路核心器件和相关联电路的原理分析2.1 集成放大器AD524ADAD524AD放大器是由美国AD公司生产的高精度仪表运算放大器,它的特点是工作线性度高,共模抑制比(CMRR)高(当G=1000时可达120dB),失调电压比较低、漂移较小及噪声小(0.3mVp-p),失真小:0.003%,(G=1),可以通过跳针设定增益值,其范围为1~1000。

(完整版)运放关键参数及选型原则

(完整版)运放关键参数及选型原则

运放参数解释及常用运放选型集成运放的参数较多,其中主要参数分为直流指标和交流指标,外加所有芯片都有极限参数。

本文以NE5532为例,分别对各指标作简单解释。

下面内容除了图片从NE5532数据手册上截取,其它内容都整理自网络。

极限参数主要用于确定运放电源供电的设计(提供多少V电压、最大电流不能超过多少),NE5532的极限参数如下:直流指标运放主要直流指标有输入失调电压、输入失调电压的温度漂移(简称输入失调电压温漂)、输入偏置电流、输入失调电流、输入偏置电流的温度漂移(简称输入失调电流温漂)、差模开环直流电压增益、共模抑制比、电源电压抑制比、输出峰-峰值电压、最大共模输入电压、最大差模输入电压。

NE5532的直流指标如下:输入失调电压Vos输入失调电压定义为集成运放输出端电压为零时,两个输入端之间所加的补偿电压。

输入失调电压实际上反映了运放内部的电路对称性,对称性越好,输入失调电压越小。

输入失调电压是运放的一个十分重要的指标,特别是精密运放或是用于直流放大时。

输入失调电压与制造工艺有一定关系,其中双极型工艺(即上述的标准硅工艺)的输入失调电压在±1~10mV 之间;采用场效应管做输入级的,输入失调电压会更大一些。

对于精密运放,输入失调电压一般在1mV以下。

输入失调电压越小,直流放大时中间零点偏移越小,越容易处理。

所以对于精密运放是一个极为重要的指标。

输入失调电压的温度漂移(简称输入失调电压温漂)ΔVos/ΔT输入失调电压的温度漂移定义为在给定的温度范围内,输入失调电压的变化与温度变化的比值。

这个参数实际是输入失调电压的补充,便于计算在给定的工作范围内,放大电路由于温度变化造成的漂移大小。

一般运放的输入失调电压温漂在±10~20μV/℃之间,精密运放的输入失调电压温漂小于±1μV/℃。

输入偏置电流Ios输入偏置电流定义为当运放的输出直流电压为零时,其两输入端的偏置电流平均值。

共模抑制比计算公式

共模抑制比计算公式

共模抑制比计算公式在实际的差动放大器中,输入信号往往包含差分信号和共模信号。

差分信号是差动放大器所关心的信号,而共模信号则是误差信号,需要被尽量抑制。

CMRR的大小表示了差动放大器对共模信号的抑制程度,CMRR越大,表示抑制能力越强,对共模信号的适应性越好。

CMRR的计算公式如下:CMRR = 20 log10(,Adm/Acm,)其中CMRR是共模抑制比,Adm是差动模式增益(也即差分信号放大倍数),Acm是共模模式增益。

通常情况下,Adm远大于Acm,所以CMRR 可以表示为:CMRR ≈ 20 log10(Adm)在实际中,CMRR的计算可能会稍有差异,取决于具体的差动放大器电路和性能。

一般来说,我们可以通过实验或者仿真测试来得到差动放大器的输入输出特性曲线,然后根据数据计算CMRR。

在实际应用中,CMRR的值应该尽量大,以确保差动放大器对共模干扰信号的抑制能力。

较高的CMRR可以帮助提高传感器测量系统的抗干扰能力,减少误差源对系统性能的影响。

要提高差动放大器的CMRR,可以采取以下措施:1.优化电路设计,减少共模模式增益。

共模模式增益可以通过选择合适的元件和电路结构来降低,从而提高CMRR。

2.增加差动放大器的增益。

通过增加差动模式增益,可以使CMRR的分子增大,从而提高CMRR的值。

3.优化差动放大器的输入电阻和输出电阻。

合理选择输入电阻和输出电阻,可以减小对共模信号的影响,从而提高CMRR。

总之,共模抑制比是衡量差动放大器对共模信号的抑制能力的一个重要指标。

通过优化电路设计和选择合适的电路结构,可以提高差动放大器的CMRR,从而提高系统的抗干扰能力。

mos管差分反馈电路

mos管差分反馈电路

mos管差分反馈电路1.引言1.1 概述差分反馈电路是一种常见的电路结构,它在信号处理和放大领域被广泛应用。

其基本原理是通过引入反馈路径,将部分输出信号与输入信号进行比较,以实现信号放大、稳定性提高和非线性失真的降低等目的。

概述部分主要介绍差分反馈电路的基本原理和作用。

首先,差分反馈电路能够提高电路整体的增益稳定性。

通过引入反馈作用,它能够减小电路的增益对元件参数的敏感性,从而在一定程度上降低电路的非线性失真。

这对于需要高精度、低失真信号处理的应用非常重要。

其次,差分反馈电路还能够增加电路的输入和输出阻抗。

通过合理设计反馈网络,差分反馈电路能够降低输入和输出的阻抗,提高信号的匹配度,从而减少信号的反射和传输损耗。

此外,差分反馈电路还具有增强共模抑制比(CMRR)的特点。

CMRR 是一个衡量差分输入信号与共模输入信号的比值的参数,它反映了差分信号与共模信号的区分度。

通过差分反馈电路,可以有效增大CMRR,提高差分信号的传输质量,降低共模干扰的影响。

综上所述,差分反馈电路具有增益稳定性强、阻抗匹配好和共模抑制比高等优势。

在各种电子系统和设备中,差分反馈电路都扮演着重要的角色,例如在放大器、滤波器、模拟运算放大器等电路中都广泛应用。

在接下来的正文部分,我们将深入探讨MOS管在差分反馈电路中的具体应用。

1.2 文章结构文章结构部分的内容可以按照以下方式进行撰写:文章结构本文共分为三个主要部分:引言、正文和结论。

引言部分主要介绍了本文的概述、文章结构以及研究的目的。

通过对差分反馈电路的基本原理和MOS管在其中的应用进行深入的研究,本文旨在总结差分反馈电路的优势,并展望其未来的发展方向。

正文部分将详细介绍差分反馈电路的基本原理及其在实际应用中的重要性。

其中,2.1节将重点阐述差分反馈电路的基本原理,包括其核心思想、工作原理以及常见的电路结构。

2.2节将着重介绍MOS管在差分反馈电路中的应用,包括MOS管的基本特性、在差分放大器和运算放大器中的应用等。

共模抑制比CMRR

共模抑制比CMRR

(3)前置级增益以及组成前置级的两级放大电路 的增益分配,都影响总的CMRR值。在前置级 增益确定之后,Ad1、Ad2互相制约。但是 Ad1 值取得较高一些,是有利于总的共模抑 制能力的提高的。
(二)同相串联结构的前置放大电路 特点: 少用-个运放。差动信 号均由同相端进入,A1的输 出uo1和ui2一起送入,从A2获 得单端输出,故称串联结构。
AD620外形图
AD620内部原理图
为保证增益控制的高精度,输入端三极管用差分双极输入; 用超β工艺获得更低的输入偏置电流;通过输入级内部Q1-A1-R1 和Q2-A2-R2反馈环路,保持输入三极管的集电极电流恒定,所以 输入电压相当于加到外部增益控制电阻RG两端上;两个内部 增益电阻R1、R2精确定为24.7kΩ。
2Hz-
板电极
片状或针电极
(二)高共模抑制比
UCM为共模干扰电压,放大器输入端A、B两点的电压分 别为:
U A U CM
Zi Zi , U B U CM Z i Z s1 Zi Z s2
1 1 U A U B U CM Z i ( ) Z i Z s1 Z i Z s 25.输入噪声(input Nhomakorabeaoise)。
(1)输入阻抗 室温25℃时的差模输入阻抗。动态情况下,两个输入 端间有并联的电容值。该参数为10GΩ//2PF。 (2)共模抑制比(CMRR) 通常取平均值,温度变化有差异。通常指低频条件。 若频率增高,CMRR值有所减小。在放大增益不同, CMRR值也不同。
3、差动放大器的输入阻抗
ri=2R1
综上分析: 基本差动放大器这一电路形式不能满足生物电 放大器前置级高输入阻抗要求的 解决办法: (1)把差动输入信号都从同相端输入,大大提高输入 阻抗(可高达10M以上)。 (2)在差动放大电路前面增加缓冲级(同相电压跟随 器),实现阻抗变换。

共模抑制比详解

共模抑制比详解

共模抑制比详细解释为了说明差分放大电路抑制共模信号及放大差模信号的能力,常用共模抑制比作为一项技术指标来衡量,其定义为放大器对差模信号的电压放大倍数Aud与对共模信号的电压放大倍数Auc之比,称为共模抑制比,英文全称是Common Mode Rejection Ratio,因此一般用简写CMRR来表示,符号为Kcmr,单位是分贝db。

差模信号电压放大倍数Aud越大,共模信号电压放大倍数Auc越小,则CMRR越大。

此时差分放大电路抑制共模信号的能力越强,放大器的性能越优良。

当差动放大电路完全对称时,共模信号电压放大倍数Auc=0,则共模抑制比CMRR→∞,这是理想情况,实际上电路完全对称是不存在的,共模抑制比也不可能趋于无穷大。

差分放大器影响共模抑制比的因素◇电路对称性——电路的对称性决定了被放大后的信号残存共模干扰的幅度,电路对称性越差,其共模抑制比就越小,抑制共模信号(干扰)的能力也就越差。

◇电路本身的线性工作范围——实际的电路其线性范围不是无限大的,当差模信号超出了电路线性范围时,即使正常信号也不能被正常放大,更谈不上共模抑制能力。

实际电路的线性工作范围都小于其工作电压,这也就是为什么对共模抑制要求较高的设备前端电路也采用较高工作电压的原因。

为了说明差动放大电路抑制共模信号的能力,常用共模抑制比作为一项技术指标来衡量,其定义为放大器对差模信号的电压放大倍数Aud 与对共模信号的电压放大倍数Auc之比,称为共模抑制比,用KCMR 表示。

差模信号电压放大倍数Aud越大,共模信号电压放大倍数Auc越小,则KCMR越大。

此时差分放大电路抑制共模信号的能力越强,放大器的性能越好。

当差动放大电路完全对称时,共模信号电压放大倍数Auc=0,则共模抑制比KCMR→∞,这是理想情况,实际上电路完全对称是不存在的,共模抑制比也不可能趋于无穷大。

电路对称性越差,其共模抑制比就越小,抑制共模信号(干扰)的能力也就越差。

示波器探头基础知识

示波器探头基础知识

示波器探头基础知识(总14页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除ScopeArt先生”团队成员示波器探头是示波器使用过程中不可或缺的一部分,它主要是作为承载信号传输的链路,将待测信号完整可靠的传输至示波器,以进一步进行测量分析。

很多工程师很看重示波器的选择,却容易忽略对示波器探头的甄别。

试想如果信号经过前端探头就已经失真,那再完美的示波器所测得的数据也会有误。

所以正确了解探头性能,有效规避探头使用误区对我们日常使用示波器来说至关重要!在绝大多数示波器测量环境下,我们都需要使用探头。

示波器探头有很多种,内部原理构造迥异,使用方法也各不相同。

本文主要给大家介绍示波器探头的种类及工作原理,探头使用过程注意事项以及如何选择示波器探头。

1 示波器探头种类及工作原理对于DC直流或一般低频信号而言,示波器探头只是一个由特定阻抗R所形成的一段传输线缆。

而随着待测信号频率的增加和不规则性,示波器探头在测量过程中会引入寄生电容C以及电感L,寄生电容会衰减信号的高频成分,使信号的上升沿变缓。

寄生电感则会与寄生电容一起构成谐振回路,使信号产生谐振现象。

所有这些都会对我们测量信号的准确性带来挑战。

图1 探头电气特性示意图示波器探头按供电方式分可分为无源探头和有源探头。

无源探头又分为无源低压、无源高压及低阻传输线探头等,有源探头又分为有源单端、有源差分、高压差分探头等。

此外,在一些特殊应用下,还会使用到电流探头(AC、DC)、近场探头、逻辑探头以及各类传感器(光、温度、振动)探头等。

无源探头是最常用的一类电压探头,也是我们在购买示波器时标配赠送的探头。

如图2所示。

图2 无源探头示意图无源探头一般使用通用型BNC接口与示波器相连,所以大多数厂家的无源探头可以在不同品牌的示波器上通用(某些厂家特殊接口标准的探头除外),但由于示波器一般无法自动识别其他品牌的探头类型,所以此时需要手动在示波器上设置探头衰减比,以保证示波器在测量时正确补偿探头带来的信号衰减。

运放共模抑制比

运放共模抑制比

运放共模抑制比什么是运放共模抑制比?运放共模抑制比(Common Mode Rejection Ratio,CM RR),又称为共模抑制比,是一种电子设备中用来控制输入正负极根据信号之间的比率,衡量运放在处理共模信号时能抑制噪音的能力。

它由多种因素决定,比如电气和模拟的稳定性、电容性和电感性的干扰,以及硅运放的特性等。

其可作用于差分输入设备上,使得非常好地有效抑制共模噪音。

一、定义运放共模抑制比,通常缩写为CMRR,是一种衡量运算放大器在处理共模信号时能有效抑制共模噪音的能力的比率,它是指运放在处理共模噪音时能抑制正负极差分输入信号之间的比率。

通常这个比率以分贝(dB)来表示,它是一个非线性的物理参数,可以计算出正负极的差分输入信号的抑制比例。

二、概念CMRR是一个电子设备中的重要参数,它衡量运放在处理共模信号时,可以有效抑制共模噪音的能力,它由多种因素决定,例如电气和模拟系统的稳定性、电容性和电感性的干扰,以及用于混频的硅运放特性等。

即使在各种输入噪音源出现时,CM RR也能抑制共模噪声,确保运放的工作稳定。

三、原理及应用CM RR主要原理是利用差分输入代替普通的单端输入,从而可以抑制外界的共模噪音干扰。

原理是运算放大器的两个输入端会接受到相同的信号,而运算放大器就会抑制掉这些相同的信号,只放大出差分的部分,从而实现共模噪声的抑制作用。

CM RR的实际应用范围很广,尤其是在声音、信号处理等领域更是应用非常广泛,一般说来,它主要用于抑制共模噪声,有效抑制外界的干扰和噪声,避免影响设备的正常工作。

此外,它也可以应用在电子电路中,可以减少外部信号源对电路内部电子元器件的影响。

数据采集与处理技术试卷

数据采集与处理技术试卷

数据采集与处理技术试卷⼀、绪论(⼀)、1、“数据采集”是指什么?将温度、压⼒、流量、位移等模拟量经测量转换电路输出电量后再采集转换成数字量后,再由PC 机进⾏存储、处理、显⽰或打印的过程。

2、数据采集系统的组成?由数据输⼊通道,数据存储与管理,数据处理,数据输出及显⽰这五个部分组成。

3、数据采集系统性能的好坏的参数?取决于它的精度和速度。

4、数据采集系统具有的功能是什么?(1)、数据采集,(2)、信号调理,(3)、⼆次数据计算,(4)、屏幕显⽰,(5)、数据存储,(6)、打印输出,(7)、⼈机联系。

5、数据处理系统的分类?分为预处理和⼆次处理两种;即为实时(在线)处理和事后(脱机)处理。

6、集散式控制系统的典型的三级结构?⼀种是⼀般的微型计算机数据采集系统,⼀种是直接数字控制型计算机数据采集系统,还有⼀种是集散型数据采集系统。

7、控制⽹络与数据⽹络的结合的优点?实现信号的远程传送与异地远程⾃动控制。

(⼆)、问答题:1、数据采集的任务是什么?数据采集系统的任务:就是传感器输出信号转换为数字信号,送⼊⼯业控制机机处理,得出所需的数据。

同时显⽰、储存或打印,以便实现对某些物理量的监视,还将被⽣产过程中的PC机控制系统⽤来控制某些物理量。

2、微型计算机数据采集系统的特点是(1)、系统结构简单;(2)、微型计算机对环境要求不⾼;(3)、微型计算机的价格低廉,降低了数据采集系统的成本;(4)、微型计算机数据采集系统可作为集散型数据采集系统的⼀个基本组成部分;(5)、微型计算机的各种I/O模板及软件齐全,易构成系统,便于使⽤和维修;3、简述数据采集系统的基本结构形式,并⽐较其特点?(1)、⼀般微型计算机数据采集与处理系统是由传感器、模拟多路开关、程控放⼤器、采样/保持器、A/D转换器、计算机及外设等部分组成。

(2)、直接数字控制型数据采集与处理系统(DDC)是既可对⽣产过程中的各个参数进⾏巡回检测,还可根据检测结果,按照⼀定的算法,计算出执⾏器应该的状态(继电器的通断、阀门的位置、电机的转速等),完成⾃动控制的任务。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

系统级共模抑制性能
初始测试用于在系统级验证至ADC的AD8226共模抑制性能。采用的输入测试信号音为10Hz、100Hz、500Hz、1kHz、2kHz、3kHz、4kHz、5kHz,而输入信号为18Vp-p。测试结果如表1所示。在测试1中,AIN+和AIN?信号短接并连接到交流测试信号音,然后以FFT测量结果。由于输入端连接在一起,因此AD8226应当会抑制交流信号。在测试2中,信号施加于AIN+,而AIN?接地。在这些条件下,FFT测量信号音电平。然后,通过计算测试1和测试2中FFT结果之间的差值即可得到共模抑制值。表1列出了不同频率下获得的CMR值。必须注意,AD8226在5kHz时的CMR额定值为80dB,因此可在系统级实现CMR性能无损。
系统级交流性能
此外还要在系统级测试系统的交流精度,此时AD7685的工作采样速率为250 kSPS。图2所示为10 kHz、5V p-p输入时的FFT测试结果。图中所示的结果如下:
?信噪比(SNR)=87.13dBFS
?信纳比(SINAD)=85.95dBFS
EVAL-A-INPUT-1AZ电路板上的120引脚连接器连接到EVAL-SDP-CB1Z(SDP)评估板上标有“CON B的连接器。使用尼龙五金配件,通过120引脚连接器两端的孔牢牢固定这两片板。将信号源连接到EVAL-A-INPUT-1AZ板的J1输入(AIN+)端子。运行常规FFT测试时,JP1跳线连接在J3端子(IN?)和地之间。运行CMR测试时,该跳线连接在J1(AIN+)和J3(AIN?)之间。
有关本电路笔记的完整设计支持包,请参阅/CN0213-DesignSupport
常见变化
经验证,采用图中所示的元件值,该电路能够稳定地工作,并具有良好的精度。可使用其他ADI公司的模数转换器来代替AD7685,从而进一步提高速度/分辨率或性能。AD7688提供真差分输入,以便取得更佳CMR性能。18位ADCAD7982能够以高达1MSPS的速度提供更高分辨率,并且还提供全差分。漏斗放大器AD8475也可接受高电压双极性输入,并提供衰减、电平转换和差分输出,因此非常适合使用差分输入ADC的工业应用(参见电路笔记CN-0180)。
在断电情况下,将一个+5V电源连接到SDP板。使用USB电缆将SDP板连接到PC上的USB端口。
然后,将±15 V电源连接到EVAL-A-INPUT-1AZ电路板。启动评估软件,并通过USB电缆将PC连接到SDP板上的微型USB连接器。
一旦USB通信建立,就可以使用SDP板来发送、接收、捕捉来自EVAL-A-INPUT-1AZ板的串行数据。
用于收集测试数据的设备
? 带USB端口的Windows? XP、Windows Vista?(32位)或Windows?7(32位)PC
? EVAL-A-INPUT-1AZ电路评估板
? EVAL-SDP-CB1Z、SDP-A评估板
? 评估软件
? 电源电压:+5V(200mA)
? 电源电压:±15 V、Agilent E3630A或等同
? 信号发生器:Agilent 33120A或等同产品
图3 测试设置的功能框图
图4 与SDP板相连的EVAL-A-INPUT-1AZ评估板照片
设置与测试
在PC的CD驱动器中加载评估软件。
ADP1720用于为AD8275和AD7685提供5V电源。之所以选择ADP1720是因为其具有高输入电压范围(高达28V)。在此电路中,ADP1720只需为AD8275和AD7685提供约4mA的电流,因此在最差情况下,28V输入时调节器的功耗约为90mW,这使得整个系统可以采用外部±15V电源供电。
电路评估与测试
该电路采用系统演示平台(SDP)进行测试。SDP平台包含必要的ADC驱动器以及至PC的USB连接。从ADC采样的数据由SDP板通过USB发送至PC。然后利用ADC公司提供的标准ADC LabVIEW评估软件工具生成FFT曲线图。测试设置的功能框图如图3接在输入端连接阻性电平转换器/衰减器级,会因电阻之间出现失配,导致CMR性能下降。AD8226可以提供小信号和大信号输入所需的出色CMR性能。无需任何外部元件,电平转换器/衰减器/驱动器AD8275即可在该电路中执行衰减和电平转换功能。
由于信号带宽相对较低,Σ-Δ型ADC通常用于高分辨率测量系统,而且Σ-Δ架构可以在低更新速率条件下提供出色的噪声性能。不过,在越来越多的设计中,尤其是多通道系统,更新速率不断提高,以便更快地更新各通道或增加通道密度。这种情况下,高性能SAR ADC是不错的替代之选。图1所示电路采用250kSPS 16位ADC AD7685、高性能仪表放大器AD8226和衰减器/电平转换器/放大器AD8275并配置为完整的系统解决方案,无需任何外部元件。
?无杂散动态范围(SFDR)=81.82dBc
?总谐波失真(THD)=?78.02dBc
表1 18Vp-p输入时电路的CMR性能
图2 10kHz输入信号、满量程以下14dB、250 kSPS的FFT结果
该电路或任何高速电路的性能都高度依赖于适当的PCB布局,包括但不限于电源旁路、受控阻抗线路(如需要)、元件布局、信号布线以及电源层和接地层。(有关PCB布局的详情,请参见 MT-031教程、MT-101教程和 高速印刷电路板布局实用指南一文。)
图1所示的模拟前端电路经过优化,可在处理这些类型的工业级信号时提供高精度和高共模抑制比(CMRR)。
图1适合过程控制应用的高性能模拟前端(原理示意图:未显示所有连接和去耦)
该电路会对信号进行电平转换和衰减,从而使信号可以与大多数现代单电源SAR ADC的输入范围要求兼容,如高性能、16位250kSPS PulSAR? ADCAD7685
对于18Vp-p的输入信号,该电路的共模抑制(CMR)性能约为105dB(100Hz时)和80dB(5kHz时)。
高精度、高输入阻抗和高CMR由仪表放大器AD8226提供。对于高精度应用,需要具有高输入阻抗,以便最大程度地减小系统增益误差并实现出色的CMR。AD8226增益可以用电阻在1至1000范围内进行编程设置。
巴宝莉男士香水 /二手压路机交易市场 /水泥净浆搅拌机 /DGS10/127L(A)矿用隔爆型LED巷道灯 /陕西无缝钢管 /非晶合金变压器 /控制电缆报价 /泡沫玻璃板厂家 /KCD101船型开关/涤纶格栅厂家 /
电路功能与优势
工业过程控制系统中的信号电平通常为以下几类之一:单端电流(4~20mA)、单端差分电压(0~5V、0~10V、±5V、±10V)或者来自热电偶或称重传感器等传感器的小信号输入。大共模电压摆幅也非常典型,尤其是小信号差分输入;因此,良好的共模抑制性能是模拟信号处理系统的一项重要特性。
电路描述
此电路内置一个轨到轨输出仪表放大器AD8226,并连接到G=0.2差动放大器AD8275的正输入端,该差动放大器的输出端则连接到16位、250kSPS、采用MSOP/QFN封装的PulSAR ADC AD7685的输入端。AD8226的增益设置为1(高电压/电流输入),且其输出以地为参考。可以使用单端或差分输入。AD8226的输出为双极性信号,用于驱动AD8275输入。AD8275用于对该双极性输入进行衰减和电平转换,从而提供0.2的增益。因此,在其输入端输入20Vp-p的差分信号时,输出端将产生4Vp-p的单端信号。4.5V精密基准电压源ADR439用于为AD8275提供内部共模偏置电压(VREF/2=2.25V),以及为AD7685 ADC提供外部基准电压。在这些条件下,AD8275的输出摆幅为+0.25~+4.25V,位于AD7685的0~+4.5V工作范围内。
相关文档
最新文档