第6章 医学仪器常用放大电路
放大电路详细讲解
放大电路讲课稿通过上节课三极管的学习，我们应该掌握它的输入特性和输出特性，它的参数，掌握它处于三个不同区域的特点，特别要指出的是三极管工作在放大区域的外部条件，当我们把三极管当成一个核心元件构成电路的时候，就实现了放大，那么当三极管工作在放大区里面的时候，应该始终工作在放大区域里面，也就是说它的发射结电压是正偏的，集电结电压应该始终是反偏的，基本放大电路里面，共射基本放大电路是最常见的一种电路，那么今天我们这节课呢，就拿它为例，来讲述有关放大器的一般问题，而且也通过这节课，学习下共射放大电路的一般特点。
单管共射放大电路在这节课里面，我们主要研究以下几个问题：一、电路组成及各元件作用（这指的是共射极放大电路的组成及各元件的作用）二、设置静态工作点的必要性（这个问题是放大电路的一般性问题）三、工作原理及波形分析（这是指单管共射放大电路的工作原理及它的波形分析）四、放大电路的性能指标（这个指的是放大电路的一般性能指标，不单指单管共射放大电路）下面我们来看第一个问题。
板书：对放大电路最基本的要求是：一不失真，二要放大。
（所谓的不失真就是指按照一定的放大倍数原封不动的放大出去，或者说是不走样的反应出输入信号，也就是说对于输入信号的每一个点都应该是一种线性的关系放大，那么只有在不失真的情况下，放大才是有意义的。
或者也可以这么说，放大电路已经产生失真了，那么就谈不上放大了。
我们来看共射放大电路的组成）一、电路组成及各元件作用（下面来看下单管共射放大电路）这是单管共射放大电路的电路图，下面我们来详细介绍每个元件和标识字母。
+Vcc：这个是电源，正的Vcc，Ui是它的输入电压，Uo是它的输出电压，在电子线路里面，都有一个公共点，我们叫它接地，无论我们是研究直流电流还是交流电流，而在一般的画法里面，+Vcc 指的是正极，地是负极，它的输入信号和输出信号都是对地而言的。
在这个电路里面，三极管是核心器件，起放大作用的一个器件，也就说这个电路里面的全部器件及参数的选择都和如何能正常使用有关。
基本放大电路
基本放大电路基本放大电路是一种常见的电子电路，用于放大输入信号的幅度。
它通常由一个放大器组成，可以将输入信号的小幅度变化放大成足够大的输出信号。
基本放大电路既可以是直流放大电路，也可以是交流放大电路，下面将介绍一个简单的基本放大电路。
在一个简单的基本放大电路中，放大器是最重要的组成部分。
通常，放大器由一个电子管或晶体管构成。
在直流放大电路中，输入信号通过一个耦合电容进入放大器的输入端，然后经过一个电阻分压电路，得到需要的直流偏置电压。
接下来，信号经过放大器放大，并经过一个耦合电容输出。
输出信号可以连接到负载，如扬声器或其他设备。
在交流放大电路中，输入信号先通过一个耦合电容进入放大器的输入端。
然后，信号经过放大器放大，并通过一个电容耦合放大器输出。
输出信号可以连接到负载，如扬声器或其他设备。
与直流放大电路不同的是，交流放大电路还包括一个输入和输出的耦合电容，以阻止直流电流通过放大器。
基本放大电路还需要注意一些关键参数和性能指标。
其中，增益是一个重要的指标，用于衡量输入信号放大的幅度。
增益可以通过输入和输出电压之比来计算。
另外，频率响应也是一个关键指标，它描述了放大器在不同频率下的放大效果。
还有输出功率、输入阻抗和输出阻抗等参数，也需要根据实际需求进行选择和调整。
总的来说，基本放大电路是一种常用的电子电路，可以用于放大输入信号的幅度。
它通常由一个放大器组成，可以根据实际需求选择直流或交流放大电路。
在设计和调整基本放大电路时，需要考虑各种参数和性能指标，以确保电路的稳定性和性能。
基本放大电路是电子电路中最常见的一种电路，用于放大输入信号的幅度。
它可以根据信号的大小变化，通过增益倍数将其放大到更大的幅度，以满足不同应用的需求。
在基本放大电路中，放大器是最关键的组件，常见的放大器包括电子管放大器和晶体管放大器。
一般来说，基本放大电路可以根据信号的性质分为直流放大电路和交流放大电路。
直流放大电路主要用于放大直流信号，例如放大直流电压或电流。
几种常见的放大电路原理图解
几种常见的放大电路原理图解展开全文能够把微弱的信号放大的电路叫做放大电路或放大器。
例如助听器里的关键部件就是一个放大器。
放大器有交流放大器和直流放大器。
交流放大器又可按频率分为低频、中源和高频;接输出信号强弱分成电压放大、功率放大等。
此外还有用集成运算放大器和特殊晶体管作器件的放大器。
它是电子电路中最复杂多变的电路。
但初学者经常遇到的也只是少数几种较为典型的放大电路。
读放大电路图时也还是按照“逐级分解、抓住关键、细致分析、全面综合”的原则和步骤进行。
首先把整个放大电路按输入、输出逐级分开，然后逐级抓住关键进行分析弄通原理。
放大电路有它本身的特点：一是有静态和动态两种工作状态，所以有时往往要画出它的直流通路和交流通路才能进行分析;二是电路往往加有负反馈，这种反馈有时在本级内，有时是从后级反馈到前级，所以在分析这一级时还要能“瞻前顾后”。
在弄通每一级的原理之后就可以把整个电路串通起来进行全面综合。
下面我们介绍几种常见的放大电路：低频电压放大器低频电压放大器是指工作频率在 20 赫～ 20 千赫之间、输出要求有一定电压值而不要求很强的电流的放大器。
( 1 )共发射极放大电路图 1 ( a )是共发射极放大电路。
C1 是输入电容， C2 是输出电容，三极管 VT 就是起放大作用的器件， RB 是基极偏置电阻 ,RC 是集电极负载电阻。
1 、 3 端是输入， 2 、 3 端是输出。
3 端是公共点，通常是接地的，也称“地”端。
静态时的直流通路见图1 ( b )，动态时交流通路见图 1 ( c )。
电路的特点是电压放大倍数从十几到一百多，输出电压的相位和输入电压是相反的，性能不够稳定，可用于一般场合。
( 2 )分压式偏置共发射极放大电路图 2 比图 1 多用 3 个元件。
基极电压是由 RB1 和 RB2 分压取得的，所以称为分压偏置。
发射极中增加电阻 RE 和电容 CE ， CE 称交流旁路电容，对交流是短路的; RE 则有直流负反馈作用。
放大电路分析知识点总结
放大电路分析知识点总结一、放大电路的分类根据放大器的输入信号类型不同，放大电路可以分为模拟放大电路和数字放大电路。
1. 模拟放大电路：模拟放大电路是指输入输出信号均为连续变化的模拟信号的放大电路。
它的主要应用是在音频放大、射频放大、微波放大等方面。
2. 数字放大电路：数字放大电路是指输入信号为离散变化的数字信号，输出信号也为离散变化的数字信号的放大电路。
它的主要应用是在数字系统中的信号处理、数据传输等领域。
根据放大器的工作原理不同，放大电路可以分为分为电压放大电路、电流放大电路、功率放大电路等。
1. 电压放大电路：电压放大电路是指输出信号的幅度是输入信号的幅度的放大电路。
它主要应用于信号调理、音频放大、射频放大等领域。
2. 电流放大电路：电流放大电路是指输出信号的电流是输入信号电流的放大倍数的放大电路。
它的主要应用是在传感器驱动、电源系统等领域。
3. 功率放大电路：功率放大电路是指输出信号的功率是输入信号功率的放大倍数的放大电路。
它的主要应用是在发射器、接收器、功率放大器等领域。
二、放大电路的基本原理放大电路的基本原理是通过放大器使输入信号的幅度、频率、相位或形状等特征得到放大。
放大器是通过控制一个或多个器件的参数变化来实现的。
放大电路的基本原理包括了信号放大、失真、噪声等方面。
1. 信号放大：放大电路的基本任务是对信号进行放大。
在模拟电路中，放大器需要保持信号的幅度和相位，以便使输出信号与输入信号保持一致。
在数字电路中，放大器需要增加信号的幅度，以便使信号在后续的数字处理过程中被解读正确。
2. 失真：失真是指放大电路输出信号与输入信号的不一致性。
失真是要尽量减少的，特别是在音频放大、视频放大等领域。
3. 噪声：噪声是指由于器件非理想性引起的信号的同类型或异类型干扰。
在放大电路中，需要通过各种方法来减小噪声，以保证信号的清晰度和纯度。
三、放大电路的分析方法放大电路的分析方法主要包括传统分析方法、小信号分析方法、大信号分析方法、频率分析方法等。
放大电路图解
放大电路的组成在生产实践和科学研究中需要利用放大电路放大微弱的信号，以便观察、测量和利用。
一个基本放大电路必须有如图2.1.1(a)所示各组成部分：输入信号源、晶体三极管、输出负载以及直流电源和相应的偏置电路。
其中，直流电源和相应的偏置电路用来为晶体三极管提供静态工作点，以保证晶体三极管工作在放大区。
就双极型晶体三极管而言，就是保证发射结正偏，集电结反偏。
输入信号源一般是将非电量变为电量的换能器，如各种传感器，将声音变换为电信号的话筒，将图像变换为电信号的摄像管等。
它所提供的电压信号或电流信号就是基本放大电路的输入信号。
图2.1.1（b）是最简单的共发射极组态放大器的电路原理图。
我们先介绍各部件的作用。
1. 晶体管V2. 直流电源UCC3. 基极偏流电阻Rb4. 集电极电阻Rc5. 耦合电容C1、C2二、放大电路的工作原理在图2.1.1(b)所示基本放放大电路中，我们只要适当选取R b、Rc和UCC的值，三极管就能够工作在放大区。
下面我们以它为例，分析放大电路的工作原理。
1. 无输入信号时放大器的工作情况在图2.1.1(b)所示的基本放大电路中，在接通直流电源UCC后，当ui=0时, 由于基极偏流电阻Rb的作用，晶体管基极就有正向偏流IB流过，由于晶体管的电流放大作用，那么集电极电流IC=βIB，集电极电流在集电极电阻Rc上形成的压降为UC=ICRc。
显然, 晶体管集电极-发射极间的管压降为UCE=UCC-ICRc。
当ui=0时，放大电路处于静态或叫处于直流工作状态，这时的基极电流IB、集电极电流IC 和集电极发射极电压UCE用IB 、ICQ、UCEQ表示。
它们在三极管特性曲线上所确定的点就称为静态工作点，其习惯上用Q表示。
这些电压和电流值都是在无信号输入时的数值，所以叫静态电压和静态电流。
2. 输入交流信号时的工作情况当在放大器的输入端加入正弦交流信号电压ui时，信号电压ui将和静态正偏压UBE相串连作用于晶体管发射结上，加在发射结上的电压瞬时值为uBE=UBE+ui如果选择适当的静态电压值和静态电流值，输入信号电压的幅值又限制在一定范围之内，则在信号的整个周期内，发射结上的电压均能处于输入特性曲线的直线部分，如图 2.1.2(a)，此时基极电流的瞬时值将随uBE变化，如图2.1.2(b)。
放大电路基本知识点总结
放大电路基本知识点总结一、电路的放大器放大电路是一种将输入信号放大到更高幅度的电路。
放大电路通常由一个激励信号源、一个放大器和一个负载组成。
激励信号源提供输入信号，放大器将这个输入信号放大到一个更高的幅度，而负载是放大器的输出端负载。
放大器的基本功能就是将输入信号的电压、电流或功率放大到更高的幅度。
放大器的基本性能参数有增益、带宽、输入电阻、输出电阻、共模抑制比等。
二、放大器的分类根据输入信号类型的不同，放大器可分为电压放大器、电流放大器和功率放大器。
根据放大器的工作方式的不同，放大器可分为线性放大器和非线性放大器。
线性放大器输出信号与输入信号成正比，非线性放大器则不成比例。
根据放大电路的构造方式，放大器可分为分立元件放大器和集成电路放大器。
三、放大器的基本构成放大器一般由输入端、输出端和放大器核心构成。
输入端是输入电路，用于接收输入信号，输出端是负载，放大器核心是实现信号放大的核心部分。
一般情况下，放大器核心由放大器管（如晶体管、场效应管等）组成。
四、常见放大电路1. 电压放大电路电压放大电路是将输入电压信号放大到更高电压幅度的电路。
常见的电压放大电路有共集放大电路、共阴放大电路、共源放大电路等。
2. 电流放大电路电流放大电路是将输入电流信号放大到更高电流幅度的电路。
常见的电流放大电路有共射放大电路、共集放大电路、共源放大电路等。
3. 功率放大电路功率放大电路是将输入信号的功率放大到更高功率幅度的电路。
功率放大电路的输出功率通常会比输入功率要大。
5、放大器的增益放大器的增益是衡量放大器放大性能的重要参数，它是输出信号幅度与输入信号幅度之比。
增益分为电压增益、电流增益和功率增益。
电压增益是输出电压与输入电压之比，电流增益是输出电流与输入电流之比，功率增益是输出功率与输入功率之比。
增益是放大器的关键指标之一。
6、放大器的带宽带宽是放大器能够放大的频率范围。
对于一个特定的放大器，当输入信号的频率超过了其带宽时，输出信号就无法完整地被放大了。
放大电路基本知识PPT课件
RL uo
继续
（2）Au
ib
rbe
ui Rb
βib
ie R’L uo
u i ib r b e ( 1 ) ib (R e//R L ) u o(1 β)ib(R e/R /L )
Au＝ u uo i rb(e 1 (β 1 )βR ()eR (/e/R /L /R )L) 1
继续
（3）Ri
ib
反馈的一些概念：
将输出量通过一定的方式引回输入回路影响输入量的措
施称为反馈。
直流通路中的反馈称为直流反馈。
反馈的结果使输出量的变化减小的称为负反馈，反之称
为正反馈。
IC通过Re转换为ΔUE影响UBE
温度升高IC增大，反馈的结果使之减小
Re起直流负反馈作用，其值越大，反馈越强，Q点越稳定 Re有上限值吗？
基本思想：用线性 去代替 非线性
ic ib
uce ube
ib
ic
ube 含源网络 uce
等效：保持外部的i和u关系不变 ☆对交流、小信号而言
继续
ub＝ e rbeibruce ic＝ibuce/rce
h参数等效电路：
ib T
+
+
u be -
+
ic
+
+
u ce
-
+
b ib
+
+ rbe
u be +
-
μr uce -
1. 结构：
Rb C1
RS +
+
u i
uS
-
-
+
V C
C
T C2
+
放大电路的工作原理和波形
放大电路的工作原理和波形一、放大电路简介放大电路是电子电路中的一种基本电路，主要用于放大输入信号的幅度。
它将输入信号的能量转换成电流或电压，以产生一个幅度更大的输出信号。
放大电路广泛应用于各种电子设备和系统中，如音频放大器、视频处理器、通信系统等。
二、工作原理1.输入信号的处理放大电路的输入信号通常是由信号源提供的微弱信号，如声音、光、温度等。
这些信号被转换为电信号，通过放大电路的输入端进入。
2.电压放大放大电路的核心是电压放大器。
电压放大器通过利用晶体管的放大作用，将输入信号的电压幅度进行放大。
在电压放大阶段，放大器将输入信号的电压变化转换成更大的输出电压。
3.输出信号的处理经过电压放大后，输出信号的幅度会变得很大。
为了使输出信号能够满足实际应用的需要，需要进行必要的处理，如滤波、稳压等。
三、波形1.正弦波正弦波是一种常见的输入信号波形，用于模拟音频、视频等信号。
在放大电路中，正弦波经过放大后，其幅度会得到显著增大，但波形仍保持基本不变。
2.方波方波是一种常见的数字信号波形，常用于数字通信和数字电路中。
在放大电路中，方波经过放大后，其幅度和边缘锐度会得到增强。
3.三角波三角波是一种介于正弦波和方波之间的波形，常用于各种控制和调节电路中。
在放大电路中，三角波经过放大后，其幅度会得到增大，同时波形会变得更加光滑。
4.脉冲波脉冲波是一种短暂的高幅度信号，常用于控制和触发各种电子设备。
在放大电路中，脉冲波经过放大后，其幅度会得到显著增大，同时保持清晰的脉冲形状。
四、放大电路的应用放大电路的应用非常广泛，主要包括音频放大、视频处理、通信系统、传感器信号处理等。
在这些应用中，放大电路起到至关重要的作用，能够将微弱的信号转换成可用的输出信号，以满足实际需求。
五、总结放大电路是电子设备和系统中的重要组成部分，用于放大输入信号的幅度。
其工作原理包括输入信号的处理、电压放大和输出信号的处理等环节。
根据不同应用需求，放大电路可以处理各种波形，如正弦波、方波、三角波和脉冲波等。
常见的放大电路
常见的放大电路常见的放大电路是指通过放大器将输入信号放大的一种电路。
放大电路可以分为直流放大电路和交流放大电路两种类型。
直流放大电路是指将直流信号放大的电路。
直流放大电路主要应用于放大直流电压或电流，常见的直流放大电路有共射放大电路、共基放大电路和共集放大电路等。
共射放大电路是一种常见的直流放大电路，它的基本组成是晶体管、电阻和电源。
共射放大电路的输入信号是施加在晶体管的基极上，输出信号是从晶体管的集电极上获取。
当输入信号施加在基极上时，晶体管将放大输入信号，并将放大后的信号输出到集电极上。
共射放大电路的特点是电压增益高、输入阻抗低，适用于放大小信号。
共基放大电路是一种常见的直流放大电路，它的基本组成也是晶体管、电阻和电源。
共基放大电路的输入信号是施加在晶体管的发射极上，输出信号是从晶体管的集电极上获取。
共基放大电路的特点是电流增益高、输入阻抗低，适用于放大大信号。
共集放大电路是一种常见的直流放大电路，它的基本组成也是晶体管、电阻和电源。
共集放大电路的输入信号是施加在晶体管的基极上，输出信号是从晶体管的发射极上获取。
共集放大电路的特点是电压增益低、输入阻抗高，适用于放大小信号。
交流放大电路是指将交流信号放大的电路。
交流放大电路主要应用于放大音频信号或射频信号，常见的交流放大电路有共射放大电路、共基放大电路和共集放大电路等。
共射放大电路是一种常见的交流放大电路，它的基本组成和直流放大电路的共射放大电路相同。
共射放大电路适用于放大音频信号，具有较高的电压增益和较低的输入阻抗。
共基放大电路是一种常见的交流放大电路，它的基本组成和直流放大电路的共基放大电路相同。
共基放大电路适用于放大射频信号，具有较高的电流增益和较低的输入阻抗。
共集放大电路是一种常见的交流放大电路，它的基本组成和直流放大电路的共集放大电路相同。
共集放大电路适用于放大音频信号，具有较低的电压增益和较高的输入阻抗。
总结起来，常见的放大电路包括直流放大电路和交流放大电路。
放大电路基础知识概述
放大电路基础知识概述放大电路是现代电子技术中非常重要的一部分，它能够将信号放大，以提高信号的幅度和功率。
在各种电子设备中都有广泛的应用，如放大器、音频设备、通信设备等。
本文将对放大电路的基础知识进行概述，并介绍一些常见的放大电路类型及其特点。
1. 放大电路的基本原理放大电路的基本原理是基于电子元件的电流和电压增益特性。
当输入信号经过放大电路时，放大器会根据电流和电压的变化将信号进行放大。
放大器的增益由放大器的设定决定，高增益值意味着输入信号能够得到更大的放大，从而提高信号的强度。
2. 放大电路的分类放大电路可以按照不同的标准进行分类，如按照工作频率、放大器种类、信号类型等。
下面将介绍几种常见的放大电路类型：2.1. BJT放大电路BJT（双极型晶体管）放大电路是最常见的一种放大电路类型。
它由晶体管、电阻和电容等元件构成。
BJT放大电路可以将输入的弱信号放大为较强的信号输出，具有宽频带和较高的输入阻抗。
2.2. MOSFET放大电路MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）放大电路在低功耗应用中具有广泛的应用。
MOSFET放大电路通过调节栅极电压来控制源极和漏极之间的电流，实现信号的放大。
2.3. 差分放大电路差分放大电路是一种常见的放大器电路，它通过两个输入信号的差值来放大输出信号。
差分放大电路具有抗干扰能力强、电路稳定性好等特点，广泛应用于运算放大器和通信系统中。
3. 放大电路的特点放大电路具有以下几个特点：3.1. 增益增益是放大电路最基本的特性，它衡量了输入信号增加到输出信号的比例。
放大电路的增益可以通过调节电路中的元件值来实现。
3.2. 频率响应放大电路的频率响应描述了输入信号和输出信号之间的频率特性。
不同类型的放大电路在不同的频率范围内具有不同的增益值。
3.3. 噪声放大电路中的噪声是不可避免的，它会对信号进行失真和干扰。
放大电路的设计要考虑噪声的最小化，以保证输出信号的质量。
4. 放大电路的应用放大电路在各个领域都有广泛的应用。
医学：生物医学常用放大器
生物医学放大器根据其用途和性 能特点，可分为前置放大器和功 率放大器。
工作原理与特点
工作原理
生物医学放大器通过差分放大、滤波 和多级放大等电路设计，将微弱的生 理信号（如心电、肌电、脑电等）进 行选择性放大，以提取有用的信息。
特点
高灵敏度、低噪声、低失真、抗干扰 能力强等。
应用领域
心电监测
用于心电图（ECG）的 测量和诊断，监测心脏
软件设计
数据采集与处理
编写软件程序，实现对生 物医学信号的实时采集、 预处理和后处理。
用户界面
设计友好的用户界面，方 便用户对生物医学放大器 进行参数设置、控制和监 测。
数据存储与传输
实现数据的本地存储和远 程传输，以便于后续的数 据分析和处理。
性能测试与优化
测试指标
确定性能测试的指标，如信号放大倍数、噪声抑制比、 动态范围等。
动态范围与线性度
在保证线性度的前提下，提高放大器的动态范 围。
温度稳定性
通过优化器件和电路设计，减小温度对放大器性能的影响。
应用领域的拓展与交叉学科融合
生物医学工程
将生物医学放大器应用于生理信号监测、生 物电信号处理等领域。
神经科学
应用于脑电信号、神经元电信号的记录和分 析。
临床诊断与治疗
用于医学影像、无创检测、有创治疗等领域。
测试方法
设计合理的测试方法，以准确评估生物医学放大器的 性能。
优化策略
根据测试结果，分析放大器的性能瓶颈，并制定相应 的优化策略。
04 生物医学放大器的应用案 例
生理信号放大
总结词
生理信号放大器用于采集和放大微弱的 生理信号，如心电、脑电、肌电等。
VS
什么是放大电路
什么是放大电路放大电路是一种电子电路，它用于增加电信号的幅度，从而使得信号更容易被探测、传输或处理。
放大电路在各种电子设备中起到重要的作用，如音频放大器、射频放大器和操作放大器等。
在本文中，我们将介绍什么是放大电路、它的工作原理以及不同类型的放大电路。
放大电路的定义：放大电路是一种具有放大器件的电路，这些放大器件能够放大电信号的幅度。
在放大电路中，输入信号受到放大器件的放大作用，输出信号的幅度将比输入信号大。
放大电路的工作原理：放大电路基于放大器件（如晶体管、场效应管或运算放大器等）的工作原理。
这些放大器件利用电子元件的特性，通过控制电流或电压的变化，来增加信号的幅度。
放大电路的分类：根据不同的应用需求，放大电路可以分为以下几种类型：1. 电压放大电路：电压放大电路通过增加电压信号的幅度，来实现信号的放大。
其中最常见的就是操作放大器电路（OP-AMP电路）。
操作放大器是一种高增益、差分输入的放大器，它能够将微弱的电压信号放大成更大的输出信号。
操作放大器常用于音频放大器、滤波器和传感器测量等领域。
2. 电流放大电路：电流放大电路通过增大电流信号的幅度，来实现信号的放大。
例如，射频放大器常用于无线通信系统中，用于将低功率射频信号放大到传输或天线所需的功率水平。
3. 功率放大电路：功率放大电路用于增加输入信号的功率以得到更大的输出功率。
这种电路通常用于音响系统或高功率无线发射器等应用中。
4. 频率放大电路：频率放大电路用于放大特定频率范围内的信号。
这种电路常用于射频（RF）和音频（AF）放大器中，可以将输入信号在特定频段内放大。
总结：放大电路是一种能够增加信号幅度的电子电路。
通过利用放大器件的工作原理，放大电路能够将微弱的电信号放大成更大的输出信号。
不同类型的放大电路，如电压放大电路、电流放大电路、功率放大电路和频率放大电路，在不同的应用领域中起到重要的作用。
在设计和使用放大电路时，需要考虑电路参数、稳定性和线性度等因素，以确保放大信号的准确性和质量。
第6章 医学仪器常用放大电路
电路的对称性越好，抑制零漂的能力越强；
(2)差模输入:大小相等、极性相反的输入信号. 两晶体管电流和集电极电位的变化是相反的。 双端输出时，输出电压的变化量是每个管子集 电极电位变化量的两倍。
三、典型差动放大器工作原理 1.静态分析: 2.动态分析:
差模输入 共模输入 共模抑制比：差模电压放大倍数Ad与共模电压放 大倍数Ac的模值之比。记作KCMRR
适的静态工作点。
反相输入端
运算放大 器的符号
u–
同相输入端
– – + +
+ +
输出端
u+
uo
+15V
LM741运放 外型和管脚
反相输 入端 同相输 入端 8为空脚
7 2
–
+ 6
5
输出端 调零：当 输入信号 为零时， 输出为零。
3 +1 4
10k
-15V
1k
二、主要性能指标
1. 开环差模电压增益 Aud
集成运算放大器：具有很高开环电压放大倍 数的直接耦合放大器。用于模拟运算、信号处理、 测量技术、自动控制等领域。
集成运放电路特点：性能稳定、可靠性高、 寿命长、体积小、重量轻、耗电省。
一、组成
输入端
输入级
中间级 偏置电路
输出级
输出端
输入级： 差动放大器，减少零点漂移、提高输入阻抗。
中间级： 共发射极放大电路，具有电压放大。 输出级： 射极输出器或互补对称功率放大器，提高 带载能力。 偏置电路：恒流源电路构成，为各级提供稳定、合
4）功放管的保护和散热问题
功放管工作在高电压、大电流，所以损 坏的可能性较大 → 放管的集电结上 →
仪用放大器电路原理
仪用放大器电路原理
仪用放大器是一种用于放大、增益、滤波和增强信号的电路。
它可以将微弱的信号放大到适合测量或控制系统的工作范围。
下面是一种常见的仪用放大器电路原理：
1. 差动输入：仪用放大器通常具有差动输入，即两个输入端口，一个是非反相输入（+）端口，另一个是反相输入（-）端口。
通过比较两个输入端口的电压差，仪用放大器可以放大和处理信号。
2. 放大器级：仪用放大器通常由多个级联的放大器组成，每个级别都有自己的增益。
每个级别的放大器可以根据需要进行调整，以实现所需的放大和增益。
3. 反馈：仪用放大器电路通常包含反馈回路，以稳定增益和线性度。
反馈可通过将输出信号的一部分（通常是反相）反馈到放大器的输入端口来实现。
反馈有助于减小误差，提高稳定性和线性度。
4. 滤波：仪用放大器电路可以包含滤波器来削弱或消除噪声和其他无用信号。
滤波器可以是低通、高通、带通或带阻。
5. 输出：仪用放大器的输出通常与测量或控制系统连接，以将放大的信号传输到其他设备或系统中。
总之，仪用放大器电路使用差动输入、放大器级、反馈、滤波
和输出等原理来放大、增益、滤波和增强信号，从而实现对信号的处理和控制。
第六章 医学仪器常用放大电路(2)
R'L=Rc//(RL/2)
AUd
Uo U cd1 U cd2 U id U id1 U id2
2Ucd1 U cd1 2Uid1 U id1
- R L U id2 R b rbe
Rb
A Ud
- R L R b rbe
Uo
rid=2(Rb+rbe)
例1: ui1 = 10 mV, ui2 = 6 mV 可分解成: ui1 = 8 mV + 2 mV ui2 = 8 mV － 2 mV 例2: ui1 =20 mV, ui2 = 16 mV 可分解成: ui1 = 18 mV + 2 mV 放大器只 放大两个 输入信号 的差值信 号—差动 放大电路。
uId
od
Au
电压 放大倍数
只有输入端的等效漂移电压比输入信号小许多时，放 大后的有用信号才能被很好地区分出来。
抑制零点漂移是制作高质量直接耦合放大电路 的一个重要的问题。 由于不采用电容，所以直接耦合放大电路具有 良好的低频特性。
|Au | | Auo | 0.707| Auo |
O
通频带
幅频特性
rod ≈2 Rc
Uid1
与单管增 益相同 Rb
T1Rc
RL 2
RL RcT2 2
Uid2
Uid
双端输入—双端输出
A Ud
- R L R b rbe
rid=2(Rb+rbe) rod ≈2 Rc
双端输入—单端输出
是单管增益的一半
A Ud
U cd1 U cd2 Uo U id 2Uid1 2Uid1
A Ud CMRR A Uc
医学电子学基础基本放大电路
I1
IC
UB IB
UCE
RB2
UBE RE
I2
IE
(2-23)
+UCC
RB1
RC
I1 UB IB
IC T UCE
RB2
UBE UE RE
I2
IE
(2) 静态工作点稳定的原理
T
IE≈IC
UE=IERE
UBE= UB－UE 只要UB 稳定
IB
IC
(3) 稳Q的条件
——只要UB稳定。怎样稳定UB ？
(2-24)
U i Ii
是动态电阻，us的负载。
. Ii
RS +
+ .
. Ui
-US -
. Ib rbe RB
. Ic
RL +
.
.
Ib
RC
Uo -
.
Ii
RS +
.+
. Ui
ri
U-S -
ri
等效
(2-18)
ri
U i Ii
U i
U i
U i
＝RB//rbe
RB rbe
..
.
Ii Ib
Ic
RS +
+ .
. Ui
(2-7)
放大电路的基本分析方法
一、静态分析
——求us =0 时(UCC单独作用时)的IB ,UBE , IC ,UCE
1、估算法
(1)画直流通道
——直流电流能流
+UCC
通之处
断开 RB C1 +
RS + + ui
us – –
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②串联负反馈后
rif U be Ib
rif (1 Ao F )ri
(2) 并联反馈使电路的输入电阻减小 ①无负反馈时
ri U be Ib
②并联负反馈后
rif U be Ib
rif
ri
(1 Ao F )
返回
4. 对放大电路输出电阻的影响
(1) 电压反馈使电路的输出电阻减小
四、差动放大器的输入输出方式 双端输入:从两个输入端同时输入
单端输入:从一个输入端输入
双端输出:从两个晶体管集电极之间取出
单端输出:从一个晶体管的集电极取出
第四节
功率放大电路
前面学过的放大电路（电压放大）多用于多级 放大电路的输入级或中间级，主要用于放大微 弱的电压或电流信号。
•功率放大电路：就是在有较大的电压输出的 同时，又有较大的电流输出。
•反馈框图
Xi
+
–
Xi
'
基本放大 电路Ao
Xo
Xf
反馈回电路 F
•负反馈: 直流负反馈---稳定静态工作点
交流负反馈---改善电路性能 净输入信号：
Xi Xi X f
'
2、 负反馈的类型与判别
（1）电压反馈和电流反馈 依据反馈所采样的信号
短路法:将输出端交流短路(用大电容将输出端短路,使交 流输出电压为零),若交流反馈信号仍存在的,则为电流反馈, 若交流反馈信号不存在,则为电压反馈。 ①电压反馈 电压负反馈具有稳定输出电压、减 小输 出电阻的作用。
适的静态工作点。
反相输入端
运算放大 器的符号
u–
同相输入端
– – + +
+ +
输出端
u+
uo
+15V
LM741运放 外型和管脚
反相输 入端 同相输 入端 8为空脚
7 2
–
+ 6
5
输出端 调零：当 输入信号 为零时， 输出为零。
3 +1 4
10k
-15V
1k
二、主要性能指标
1. 开环差模电压增益 Aud
(四)电流并联负反馈
Rf:是反馈元件
瞬时极性法:
(1)设:Ui对地瞬时极性为正 (2)过程分析
Ib1= Ii – If
(3)结论:
负反馈---并联(输入端) ---电流(输出端)
总结：负反馈判别步骤
① 找出反馈网络（电阻、电容或半导体器件 等元件构成）。 ②判别是交流反馈还是直流反馈？ ③ 是否为负反馈？判别反馈的类型。
rof
ro
(1 Ao F )
(2) 电流反馈使电路的输出电阻增加
返回
第三节 直流放大电路 放大直流信号,只能采用 一、直流放大原理与零点漂移
1.直流放大器将面临两个问题：
级间直接耦合方式
输入电压为零,而输出电压 前级和后级的静态工作点互相影响 缓慢变化的现象.简称零漂 零点漂移问题。前级引起的零点漂移电压， 也称温漂 再被后级放大，最后将掩盖正常的输出。
104 107
2. 输入失调电压 U IO 使UO= 0，输入端施加的补偿电压 几毫伏 3. 输入失调电流 IIO 1 nA 0.1 A
UO = 0 时，输入级两输入端的静态电流之差。 4.差模输入电阻 r id 开环输出电阻 ro 几百千欧 几兆欧
几十欧 几百欧
5.共模抑制比 KCMR KCMR 20 lg Aud (dB ) > 80 dB Auc
管子的导通时间越短，管子的功耗越小，效率越高。
二、功放电路的工作状态
它们的集电极电流波形如下图所示：
三、双电源互补对称乙类功率放大电路
由于正负电源和电路结构完全对称，所以静态时输 出端的电压为零，不必采用耦合电容来隔直，因此称为 无输出电容电路（OCL电路）。
双电源互补对称 乙类功率放大器
工作原理：
四、基本运算放大器
瞬时极性法:
(1)设:Ui瞬时极性对地为正 (2)过程分析
Ib= Ii – If
(3)结论:
负反馈---并联(输入端) ---电压(输出端)
(三)电压串联负反馈
Re:是反馈元件
瞬时极性法:
(1)设:Ui对地瞬时极性为正 (2)过程分析
Ube=Ud= Ui – Uf
(3)结论:
负反馈---串联(输入端) ---电压(输出端)
一、功率放大电路的特点
3）提高功放的效率、降低功放管的管耗
因功率大，所以考虑效率问题十分重要，否 则，不仅会带来能源的浪费，还会引起功放管的 发热，甚至损坏。 放大电路的效率η：放大电路输出给负载的交 流功率Po与直流电源提供的功率PE 之比， 即： PO
PE
100%
一、功率放大电路的主要特点
电路的对称性越好，抑制零漂的能力越强；
(2)差模输入:大小相等、极性相反的输入信号. 两晶体管电流和集电极电位的变化是相反的。 双端输出时，输出电压的变化量是每个管子集 电极电位变化量的两倍。
三、典型差动放大器工作原理 1.静态分析: 2.动态分析:
差模输入 共模输入 共模抑制比：差模电压放大倍数Ad与共模电压放 大倍数Ac的模值之比。记作KCMRR
集成运算放大器：具有很高开环电压放大倍 数的直接耦合放大器。用于模拟运算、信号处理、 测量技术、自动控制等领域。
集成运放电路特点：性能稳定、可靠性高、 寿命长、体积小、重量轻、耗电省。
一、组成
输入端
输入级
中间级 偏置电路
输出级
输出端
输入级： 差动放大器，减少零点漂移、提高输入阻抗。
中间级： 共发射极放大电路，具有电压放大。 输出级： 射极输出器或互补对称功率放大器，提高 带载能力。 偏置电路：恒流源电路构成，为各级提供稳定、合
•电路作用：抑制零点漂移
当静态时，输出电压:uo=UC1-UC2=0
当温度升高时，两边的变化量也相等而互相 抵消了，仍可保证uo=0
差分放大电路的不同组态: 双端输入:从两个输入端同时输入 单端输入:从一个输入端输入 双端输出:从两个晶体管集电极之间取出 单端输出:从一个晶体管的集电极取出
2.信号输入方式
第一节
生物电信号的特点
一、生物信号放大
1.生物信号:携带生物信息的信号 电信号---电脉冲(心电、脑电、肌电) 非电信号---（心音、脉搏、呼吸、体温） 2.特点:属于微小信号，信噪比低、处于低频 段、变化较慢甚至近似于直流信号。
3.生物医学信号放大器须具备基本要求： ①高放大倍数 ②高输入阻抗 ③低噪声 ④高共模抑制比
一、功率放大电路的特点
1）大信号工作状态
为输出足够大的功率，功放管的动态工作范围很大，功放 管中的电压、电流信号都是大信号，一般以不超过功放管 的极限参数为限度。这时不再适于微变等效电路的分析方 法，而常采用图解法。
2）非线性失真问题
输出功率越大，电压和电流的幅度就越 大，信号的非线性失真就越严重，如何减小 非线性失真是功放电路的一个重要问题。
T1、T2为两个特性配对的互补功率管 （NPN型和PNP型） ①当输入ui=0时，T1、T2截止，u0=0。 ②当ui为正半周时,T1导通, T2截止, 工作在射极跟随状态u0=ui, ③当ui为负半周时,T1截止,T2导通, 工作在射极跟随状态u0=ui 。
说明电路工作在推挽状态： 当ui为正时，T1 推（提供）电流给负载； 当ui为负时，T2从负载上拉（挖掘）电流。
2.解决途径:
差动放大电路因其具有特殊的电路结构(对 称性)，能够有效地抑制零点漂移，被广泛应用 于多级直接耦合放大电路的前置级。
二、基本差动放大电路
1.组成: 2个共射放大电路 电路完全对称： 晶体管特性相同， 电路参数均相同。
ui1、u ： 输入电压信号 Uo、uo1、u ：输出电压信号
i2 o2
②电流反馈 电流负反馈具有稳定输出电流、 增大输出电阻的作用。
2、负反馈的类型与判别 (2)串联反馈和并联反馈 ①串联反馈 为分析方便,反馈信号用电压形式
在放大器的输入端总是以电压Uf的形式出现,有 Ube=Ud= Ui – Uf
②并联反馈 为分析方便,反馈信号用电流形式
反馈信号在放大器的输入端总是以电流If的形式 出现,有 Ib= Ii – If
第六章 医学仪器常用放大电路
本章内容: 6.1 生物电信号的特点 6.2 负反馈放大电路 6.3 直流放大电路 6.4 功率放大电路 6.5 集成运算放大器 6.5 集成运算放大器的应用
学习目标:
1.了解生物信号特点及其放大器的基本要求 2.熟悉直流放大器的特点 3.掌握典型差动放大器特点以及差动放大器对 共模信号与差模信号的放大特性 4.掌握运算放大器理想模型、基本放大电路 5.掌握运算放大器应用电路的分析方法
4）功放管的保护和散热问题
功放管工作在高电压、大电流，所以损 坏的可能性较大 → 放管的集电结上 →
保护 散热
功放电路中，有相当大的功率消耗在功
二、功放电路的工作状态
根据三极管静态工作点的位置不同，放大电路的 工作状态可分为甲类、乙类、甲乙类。 在输入正弦波激励下：
①凡是功率管在一个周期内导通的称为甲类； 前面介绍的小信号放大器就是在这种状态下工作 ②仅在半个周期内导通的称为乙类； ③介于甲类与乙类之间 即大于半个周期小于一个周期内 导通的称为甲乙类； ④小于半个周期内导通的称为丙类。
(1)共模输入:基极输入大小相等、极性相同的信号
双端输出电压uo保持为零, 电路没有放大作用,