测量放大电路测量放大器
实验一 单管放大电路测量(1)(1)
bbec b R U E -=Ｉb ceo b cQ I I I ββ≈+=ＩccQ c ceQ R I E U -=eQbb be I r r 26)1('β++=bes li o u r R R U U A +-=='βlc l c lR R R R R +='实验一 单管共射极放大器班级学号：1906202-08 姓名；谭湘一、实验目的1、 了解放大器电路参数对放大性能的影响。
2、 学习调整、测量放大器性能的方法。
二、实验原理 图1所示为单级阻容耦合共射放大电路电原理图。
调节Rb 可调整放大器的静态工作点。
图1－1为放大器工作点之图解。
由图可知其中Ic Ｑ为集电极静态工作电流，Uce Ｑ为集电集静态工作电压。
在中频段不需要考虑耦合电容和分布电容、晶体管结电容的影响。
利用微变等效电路法可得： 三极管输入端的微变等效电阻：中频段电压放大倍数:其中等效负载电阻:图2 单管放大器电路图 由Au 表达式可知当Rc 、Ic 变化时，Au 随之变化。
三、 实验内容与方法实验电路如图2所示。
各元件参考值为：Ｔ3DG6B, Rb1=10k Ω, Rb2=10K(RW1100k), Rc1=3.3K ,Re1=1K Cl=C2=10μF, Ce=100μF,RL=1.8K, Ui=10mV/1kHz, EC=+9V , 1、 观察放大器的输出波形按图3接通测试电路，由低频信号发生器在放大器的输入端输入UI=10mV/1kHz 的信号，用示波器观察并比较放大器的输出波形与输入波形的相位之间有什么不同，波形有无失真？绘出波形图。
…(１) …(２)…(３)…(４)…(５)…(６)图1 单管放大器原理图2、测量放大器中频段放大倍数 （1）保持输入信号KHzmV u i 1/10=不变，用毫伏表测出放大器的输入电压与输出电压，计算放大倍数i uu u A 0-=（2）保持输入信号KHzmV u i 1/10=不变，在放大器的输出端加负载电阻RL ＝1.8K 用毫伏表测出放大器的输入电压与输出电压，计算放大倍数3、 放大器的最佳工作点与晶体管最大允许输入电压的研究(1)仍保持输入信号KHzmV u i 1/10=不变，用钟表启逆时针慢慢调节Rb2（RW1）改变放大器的静态工作点，并用示波器观察输出波形，绘出波形并分析产生现象的原因。
测试放大电路的幅频特性
测试放大电路的幅频特性
课程名称：测试放大电路的幅频特性
实验目的：掌握放大电路幅频特性的测量方法,总结和验证放大器的放大倍数与信号频率的关系;
实验器材：单管共射极放大电路板,模拟电路实验箱,万用表,交流毫伏表,信号源,示波器;实验地点：模拟电子技术实验室
实验步骤：电路如图
1、应用信号源、示波器和万用表,调节静态工作点至最大输出不失真;
2、应用交流毫伏表,调节信号频率、兼顾调节Us幅度,在Uo不失真前提下测量出Uom.
3、逐渐下调信号频率f至
Uo = ,测量出下限频率f
L
4、逐渐上调信号频率f至
Uo = ,测量出上限频率f
H
5、计算出通频带宽度f
BW = f
H
-f
L
6、画出所测单管共射极放大器的幅频特性曲线
实验总结：分析总结出放大器放大倍数与信号频率的关系,以及通频带的意义;。
单级放大电路的调试与测量
放大电路能够正常工作的频率范围， 通常用下限截止频率和上限截止频率
来表示。
输入电阻和输出电阻
输入电阻表示放大电路对输入信号的 阻碍程度，输出电阻表示放大电路对 输出信号的阻碍程度。
失真
放大电路输出信号与输入信号失真的 程度，包括线性失真和非线性失真。
03
单级放大电路的调试
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
单级放大电路广泛应用于通信、 音频处理、传感器信号采集、自 动控制系统等领域。
02
单级放大电路的基本原理
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
放大电路的基本概念
放大电路是一种电子电路，通过改变 输入信号的幅度和相位，输出一个与 输入信号成比例的信号。
放大电路广泛应用于信号处理、通信 、音频、视频等领域，用于增强微弱 信号或驱动负载。
常见问题的解决方法
放大倍数不足
检查元件参数是否正确，特别是电阻和电容的值是否符 合设计要求。
稳定性问题
通过增加适当的补偿电容或调整元件参数，提高放大电 路的稳定性。
ABCD
噪声和失真
检查电路中是否存在干扰源，如电源纹波、电磁干扰等 。同时，调整元件参数以改善性能。
温漂问题
在放大电路中增加温度补偿元件，减小温度对放大性能 的影响。
在输入端加入测试信号，并测量放大 电路的输入电压和电流，根据欧姆定 律计算输入电阻。
输出电阻的测量
在输出端开路的情况下，测量放大电 路的输出电压和电流，根据欧姆定律 计算输出电阻。
通频带和失真度的测量
通频带的测量
使用扫频信号源，在放大电路的输入端加入不同频率的信号，观察输出信号的 变化，确定通频带的范围。
测量放大电路的基本要求
一，测量放大电路的基本要求与类型： 1模拟式测量电路的基本组成增量码数字式测量电路的基本组成： 测量电路的要求：1. 精度高：低噪声和高抗干扰能力，低漂移，高稳定性，线性与保证度好2. 动态性能好:响应快，动态失真小3. 高的识别和分辨能力4. 转换灵活：信号的处理与运算量程变化，电量参数转换，模数与数模转换5. 有合适的输入和输出阻抗6. 可靠性高7. 经济性好隔离放大电路：1.抗干扰 2防止漏电，确保安全 3保护低电压测量电路低漂移集成运算放大电路：1.输出稳定。
两个放大器轮换工作，总有一个进行放大输出。
优于由通用运放组成的电路 2.共模抑制能力不强 （减小运算放大器的失调和低频干扰引起的零点漂移）高共模抑制比放大电路：（用来抑制传感器输出共模电压（包括干扰电压）的放大电路称为高共模抑制比放大电路。
）1来自传感器的信号通常伴有较大的共模电压2采用差动输入的方法可以抑制共模信号3一般运放的共模抑制比为80db 左右，4采用若干个运放可以构成具有更高的共模抑制比的放大电路传感器量程切换电路放大器解调器信号分离电路运算电路模数转换电路计算机显示执行机构振荡器电源电路传 感 器显示执行机构计算机锁存器计数 器变换电路脉冲当量放大 器整形电路细分电路辨向电路指令传感器电路手动采样锁 存指令高输入阻抗电路：某些传感器的输出阻抗很高，如电容式、压电式，达到108Ω。
自举式组合高输入阻抗电路：Ri=(R 1R)/(R - R 1)（当R=R1时输入阻抗无穷大） U O = - R 2/R 1(U i ) 电桥放大电路：由传感器电桥和运算放大器组成的放大电路或由传感器和运算放大器构成的电桥都称为电桥放大电路应用场合：应用于电参量式传感器，如电感式、电阻应变式、电容式传感器等，经常通过电桥转换电路输出电压或电流信号，并用运算放大器作进一步放大，或由传感器和运算放大器直接构成电桥放大电路，输出放大了的电压信号。
两个差分运算放大器构成的电压测量电路
两个差分运算放大器构成的电压测量电路差分运放（差分放大器）是一种常用的电路，在电压测量和信号放大中发挥着重要的作用。
它由两个差分输入端和一个差分输出端组成。
差分运放具有以下特点：输入电压不受地的影响，具有较高的共模抑制比，可实现电压增益调节和相位反转等功能。
本文将介绍两个差分运放构成的电压测量电路。
首先，我们来了解一下差分运放的基本原理。
差分运放的输入端一般分别连接两个输入信号v1和v2，输出端连接负反馈电阻。
当v1>v2时，输出将产生一个正电压；当v2>v1时，输出将产生一个负电压。
通过调节差分放大器的电压增益和负反馈电阻的大小，可以实现对输入信号的放大和测量。
在电压测量电路中，可以将差分运放器用于测量两个信号之间的差异。
下面将介绍两种常见的具体电路。
1.基础差分放大器电路基础差分放大器电路由两个差分运放器和若干电阻组成。
其基本原理是将待测电压与已知电压做差，然后将差值放大到合适的范围进行测量。
具体电路如下图所示：(插入图1)其中，V1和V2分别为待测电压和已知电压，R1和R2为电阻。
当输入电压相等时，根据基本电路理论，输出电压为零。
当输入电压不相等时，输出电压将产生。
假设V1>V2，根据差分放大器工作原理，输出电压为Vo=G(V1-V2)，其中G为增益。
通过调节电阻的大小和电压增益，可以将输出电压放大到合适的范围。
如果我们选取G=1，那么输出电压将等于输入电压之差。
2.单电源差分放大器电路单电源差分放大器电路可以用于测量交流信号的差异。
它由两个使用单电源电源供电的差分运放器和若干电阻组成。
具体电路如下图所示：(插入图2)其中，V1和V2分别为交流信号和参考电压，Vcc为正电源电压，G为增益。
在这个电路中，我们需要将输入信号偏置到差分放大器的工作范围内。
为了实现这一目标，我们需要对输入信号进行偏置。
调整电阻的值和电压增益，可以使输出电压范围与信号范围相匹配。
通过选取适当的电阻和电压增益，我们可以将输入信号放大到合适的范围，并在测量中获得精确的结果。
测量放大器的原理
测量放大器的原理放大器是电子电路中最为基本和重要的器件之一，它广泛应用于信号处理、功率放大、采样与保持等众多领域，具有重要的意义和作用。
测量放大器是用来测量不同信号的电压大小，比如测量声音信号、视频信号、射频信号等。
本文将介绍测量放大器的原理及相关内容。
一、测量放大器的原理测量放大器主要由输入电阻、放大器、输出电阻组成。
当输入电信号进入测量放大器时，首先经过输入电阻的阻挡，将输入信号的电压降低到输入电阻的端口电压，同时输入电阻将输入信号作为放大器的输入信号传送到放大器。
放大器对输入的信号进行加倍，同时将其放大到可测量的输出电压，即放大输出信号的电压。
在放大器中，有许多因素会影响其放大效果，例如放大器的开环增益、截止频率、带宽、噪声等，这些因素都会对放大器的测量性能产生影响。
因此，要了解测量放大器的测量性能和参数，需要对放大器进行特性测试来进行评估。
二、测量放大器测量性能的指标1.增益(Gain)增益是指测量放大器输出信号与输入信号之间的比率。
一般情况下，放大器的增益会受到温度、频率和射频功率等因素的影响。
增益是用来评估放大器功率的测量性能最基本和最重要的指标。
增益越高，放大器的功率处理能力越强。
2.带宽(Bandwidth)带宽是指放大器能增益的范围。
在工作中，高带宽意味着放大器可以工作在更宽的频段内，并能够测量更多的信号。
因此，带宽是测量放大器性能的另一个重要指标之一，带宽越高表明放大器的性能越好。
3.噪声(Normal Mode Rejection)在电路中，由于外部干扰信号和电源中的噪声信号，在放大信号过程中可能会对放大器的测量性能产生影响。
为了避免这些干扰信号对放大器造成影响，需要使用具有噪声抑制功能的测量放大器。
噪声越小，测量效果越好。
4.温度漂移(Temperature Drift)温度漂移是测量放大器温度变化对放大器测量性能的影响。
在实际应用中，温度的变化可能会影响放大器的增益和噪声等性能参数，因此需要对温度漂移进行限制。
测量放大器的原理
测量放大器的原理测量放大器是一种用于放大电阻传感器、电容传感器或者其他传感器输出信号的设备。
它可以将传感器输出的微小电信号放大到可以进行后续处理或者测量的适当范围内。
测量放大器通常用于工业自动化、科学实验、医学设备等领域。
测量放大器的工作原理主要涉及到增益、输入电阻、带宽和噪声等方面。
1. 增益：测量放大器的主要功能之一是放大输入信号，其增益决定了放大倍数。
增益可以通过电路中的运算放大器或者放大器电路来实现，其中放大器电路通常采用晶体管、运算放大器、仪表放大器等。
2. 输入电阻：测量放大器需要具有较高的输入电阻，以保证输入信号的稳定性。
较高的输入电阻可以减少由于传感器输出电流引起的电流失真，同时也可以减少由于输入信号与放大电路之间的电压分压引起的误差。
3. 带宽：测量放大器的带宽是指放大器能够处理的频率范围。
带宽的大小取决于放大器的设计和组件的特性。
较宽的带宽可以支持处理较高频率的输入信号，而较窄的带宽则适用于低频信号的处理。
4. 噪声：测量放大器中的噪声是指在放大过程中引入的信号干扰。
噪声可以由电源杂散、放大器内部电子元件的热噪声以及输入信号本身的噪声引起。
降低噪声对于保证测量信号的准确性和精度至关重要。
在测量放大器的设计中，需要综合考虑上述因素以及其他一些技术要求，如输入输出接口、电源供应、保护电路等。
此外，还需注意：1. 信号输入范围：测量放大器一般有一定的信号输入范围，超出该范围的输入信号可能引起放大器的非线性失真。
因此，在设计选择时需根据实际需要选择适当的放大器。
2. 校准和线性度：放大器在使用过程中可能会存在一定的误差，因此需要进行校准以确保输出的准确性。
此外，线性度也是一个重要的指标，它描述了输入信号和输出信号之间的关系是否为线性关系。
总之，测量放大器是一种关键的信号处理设备，它可以将微小的传感器输出信号放大到适当的范围，以进行后续处理或者测量。
在设计和选择测量放大器时，需要考虑增益、输入电阻、带宽、噪声等多个因素，并根据实际需要进行校准和线性度测试。
测量放大器的原理
测量放大器的原理# 放大器的原理放大器是一种电子设备，它的主要功能是将输入信号进行放大，从而增加信号的幅度或功率。
在电子领域，放大器非常重要，被广泛应用于音频、视频、通信等各种电路中。
## 1. 放大器的基本原理放大器的基本原理是利用电子元件（如晶体管、真空管等）对输入信号进行放大。
简单来说，放大器通过对输入信号进行放大，输出一个与输入信号相似但幅度更大的信号。
放大器的输入和输出可以是电压、电流或功率。
根据不同的用途和电路配置，放大器可以分为各种类型，如电压放大器、功率放大器、运算放大器等。
## 2. 放大器电路的基本结构放大器电路通常由以下几部分组成：### (1) 输入级（放大器的输入端）输入级是放大器电路的第一级，负责接收输入信号并将其放大。
输入级通常包含一个负反馈回路，以保持电路的稳定性和线性度。
### (2) 中间级（放大器的中间部分）中间级是放大器电路的中间部分，其主要作用是进一步放大输入信号。
在中间级中，通常会应用放大器的主要放大机制，例如晶体管的放大机制。
### (3) 输出级（放大器的输出端）输出级是放大器电路的最后一级，负责将信号放大到所需的幅度或功率。
输出级通常采用功率放大器来增加信号的功率，以适应后续电路或负载的要求。
## 3. 放大器的工作方式放大器可以分为线性放大器和非线性放大器。
线性放大器的输出与输入成正比，而非线性放大器的输出与输入之间存在非线性关系。
在放大器工作时，输入信号被放大器电路收集并转换为输出信号。
这个过程中，放大器通过改变电压、电流或功率的大小来增加信号的幅度。
## 4. 放大器的应用放大器在各种电子设备中都有广泛应用。
一些常见的应用包括：- 音频放大器：用于音响设备、收音机等，将微弱的音频信号放大成可以听到的声音；- 视频放大器：用于电视、摄像机等，将图像信号放大以显示清晰的图像；- 通信放大器：用于无线电通信设备、手机等，将微弱的无线电信号放大以扩大通信距离；- 仪器放大器：用于精确测量和放大仪器中的微弱信号。
2_4测量放大器
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三运放同相并联式测量放大器
可看出,改变电阻 的大小, 可看出,改变电阻RG的大小,可方便地调节放 大器的增益.在集成化的测量放大器中,R 大器的增益.在集成化的测量放大器中 G是外 接电阻,用户可根据整机的增益要求来选择R 接电阻,用户可根据整机的增益要求来选择 G 的值. 的值. 优点: 优点:⑴输入阻抗高 ⑵电压放大倍数容易调节 ⑶共模抑制比高Βιβλιοθήκη 三运放同相并联式测量放大器
第一级 第二 级
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四运放高共模抑制测量放大器
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(1) 简单差动放大电路
Rf
U1
R1=R Uo A
U2
R2=R R3=Rf
UO =
Rf R
(U 2 U1 )
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简单差动放大电路
优点: 优点:抑制共模输入信号 缺点:(1)电路的输入电阻较小 电路的输入电阻较小, 缺点:(1)电路的输入电阻较小,电压放 大倍数受到信号源内阻的影响,精度较低, 大倍数受到信号源内阻的影响,精度较低, 误差大. 误差大. (2)共模抑制比取决于 R f R1 是否精 (2)共模抑制比取决于 否则, 确等于 R3 R2 ,否则,共模抑制比急剧下 降.
2R1 R5 R5 Vo = (V6 V3 ) = 1 + (V1 V2 ) RG R4 R4
第二级的闭环放大倍数
V0 R5 Af 2 = = V6 V3 R4
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整个放大器的闭环放大倍数为
V0 2 R1 R5 Af = = 1 + V1 V2 RG R4
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"驱动屏蔽"技术 驱动屏蔽"
精密仪用放大电路
二,INA101M型测量放大器简介 型测量放大器简介
消除失调电压
调节放大倍数 输入限幅保护
40k uO = (1 + )( uI2 uI1 ) R1 当 RG = 40.04 时, uO = 1 000. .
三,应用举例 — 心电信号放大电路
�
5.2
精密仪用放大电路
5.2.1 精密差分测量放大电路 5.2.2 集成精密测量放大器
5.2.1 精密差分测量放大电路
差Hale Waihona Puke 放大电路电阻桥 同相输入放大电路 输入信号之差为0 电压串联负反馈 输入信号之差为 则输出为0 输入电阻很高 则输出为
5.2.1 精密差分测量放大电路
对共模信号: 对共模信号: uO1 = uO2 则 uO = 0 对差模信号: 对差模信号: R1 中点为交流地 R2 uO1 = (1 + )uS1 R1 / 2 R2 uO2 = (1 + )uS 2 R1 / 2
uo1
uo2
R4 2 R2 uO = ( uO2 uO1 ) = (1 + )( uS2 uS1 ) R3 R1
uO 2R2 Au = = 1+ uS2 uS1 R1
采用精密电阻以减少误差
5.2.2 集成精密测量放大器
一,概述 将高性能集成运放和精密电阻集成在单片电路中, 将高性能集成运放和精密电阻集成在单片电路中, 能获得极高的精度和温度稳定性. 能获得极高的精度和温度稳定性. 常用集成精密放大器: 常用集成精密放大器:LH0036,LH0037,LH0038, 集成精密放大器 , , , LF352,AD521,AD522 , , 超精度集成精密放大器 集成精密放大器: 超精度集成精密放大器:INA101,INA104 , 低功耗集成精密放大器: 低功耗集成精密放大器:INA102 集成精密放大器 精密型集成精密放大器: 精密型集成精密放大器:LM163,LM363 集成精密放大器 , 数字可控增益型集成精密放大器: 数字可控增益型集成精密放大器:LH0086 集成精密放大器 低漂移廉价型集成精密放大器: 低漂移廉价型集成精密放大器:3626,3629 集成精密放大器 ,
实验4-集成运算放大器的测量
实验四集成运算放大器的测量一、实验目的1、熟悉和掌握集成运算放大器组成的比例、求和、双端求和和积分等基本运算电路的功能。
2、了解集成运算放大器的实际应用。
二、实验内容1、反相比例运算电路●输入端输入正负不同直流电压，测量大器的实际放大输出端V O的对应值，并求出电压放大倍数。
数据表如下：由以上数据容易看出，反相比例运算电路中，输出电压与输入电压之间的比例是相反的。
并且不难看出=·。
式中的负号表示输出电压和输入电压是相反的。
●输入端输入不同电压交流信号V i，f=1kHz，测量输出端V O的对应值。
求出放大器的实际放大倍数。
反相比例运算电路中，输入不同电压交流信号,与输入交流信号是一致的。
输出电压与输入电压间的比例是相反的。
并且不难看出=·。
式中的负号表示输出电压和输入电压是相反的。
2、同相比例运算电路●输入端输入正负不同直流电压，测量输出端V O的对应值，并求出放大器的实际放大倍数。
数据分析：在输入正负不同直流电压的同相比例运算电路中，由上述数据不难看出，输入电压和输出电压之间的关系只取决于和的值，与运算放大电路本身参数无关。
且总是大于或等于1，不会小于1。
●输入端输入不同电压交流信号V i，f=1kHz，测量输出端V O的对应值。
求出放大器的实际放大倍数。
11在同相比例运算电路中输入正负不同交流电压。
由上述数据可知，输入电压和输出电压之间的关系只取决于和的值，与运算放大电路本身参数无关。
且总是大于或等于1，不会小于1。
3、减法电路在输入端(V X，V Y)输入正负不同直流电压，测量输出端V O的对应值。
数据分析：这种差动运算电路可以看做同相比例运算电路和反相比例运算电路的合成，利用叠加原理分析：。
由以上数据可看出， = C ·若改变R4电阻为1K 欧姆，那么输入和输出电压的关系如何？当 时， ,有 。
由此可知，输出电压为两个电压之差，所以可以进行减法运算。
4、 积分运算电路（Vi ＝6V ，f ＝1kHz ）正弦波 三角波 方波波形由上图可看出，积分运算电路中，输出电压与输入电压的积分成正比。
电流检测放大器原理
电流检测放大器原理
电流检测放大器是一种电子设备，用于测量和放大电路中的电流信号。
电流检测放大器的原理基于欧姆定律和放大器的放大功能。
在一个电路中，电流通过导体中的电子流动。
通过将一个电流检测电阻连接到电路中，我们可以利用欧姆定律来测量通过电阻的电压。
电流检测放大器通过将该电压信号放大来实现对电流的测量。
电流检测放大器通常将电流检测电阻连接到一个差动放大器中。
差动放大器是一种放大器，可以将输入信号的差异放大为输出信号。
电流检测电阻连接到差动放大器的输入端，将通过电流检测电阻的电压信号作为输入信号。
差动放大器的输出信号经过放大后，可以连接到显示器、记录仪或其他测量设备中。
这样，我们就可以通过测量输出信号来得到电路中的电流值。
为了准确测量电流，电流检测电阻的阻值需要根据电流范围进行选择。
通常，我们可以使用可变电阻来调整电流检测电阻的阻值，以适应不同的测量需求。
总的来说，电流检测放大器通过将电流检测电阻连接到差动放大器中，并利用放大器的放大功能来实现对电流信号的测量和放大。
这种原理使得电流检测放大器成为实现精确电流测量的重要工具。
测量放大器的原理
测量放大器的原理1.测量放大器是一种专门用于测量应变、压力、电流、电压等物理量的仪器。
它是将被测量信号放大到适当的范围，使其可以被测量仪器准确读取的一种放大器。
2.测量放大器一般由输入级、放大器级和输出级组成。
其中输入级是接收被测信号的部分，放大器级是将输入信号放大到适当范围的部分，而输出级则将放大后的信号输出到测量仪器。
3.测量放大器的原理是基于信号放大和信号滤波的。
被测信号经过输入级输入到放大器级，被放大之后经过滤波去除噪声干扰，并输出到测量仪器进行准确测量。
4.测量放大器中的放大器级是关键组成部分。
它负责将输入的微弱信号放大到一个适当的范围，以便被统计和分析。
同时放大器级也要保证对信号质量的最小影响。
5.放大器级通常由多级电子元器件组成，如晶体管、场效应管等。
这些元器件可以根据实际情况选择，以满足不同应用场景下测量放大器的要求。
6.测量放大器的频率响应是非常关键的特性之一。
尤其是对于高频应用，放大器必须能够响应很高的频率才能确保准确测量。
7.测量放大器的增益是另一个重要参数，用于度量输入信号增大的倍数。
通常情况下，增益的值是通过调节放大器电路元件的值来实现的。
8.放大器级的输出一般要求非常稳定和精确。
为此，一些锁相放大器和数字信号处理器等技术常常被用来减少输出的漂移和噪声等问题。
9.测量放大器的输入阻抗也是非常重要的参数。
输入阻抗应足够高，以避免对被测电路的影响。
同时也要足够低，以避免接收到的信号发生严重的损耗。
10.测量放大器的输出阻抗也要尽量小。
如果输出阻抗比被测设备的输入阻抗高得多，那么信号输出会被大大削弱，从而影响准确测量。
11.为了保证测量的精度和可靠性，测量放大器常常需要进行合适的校准。
这些校准工作通常需要使用标准信号源进行标定。
12.测量放大器的本底噪声也是一个很重要的问题。
这些噪声一般来自电子元件的自发噪声、信号电缆的干扰等。
降低本底噪声可以通过滤波和选择低噪声电子元件来实现。
测量放大器工作原理
测量放大器工作原理
放大器是一种电子设备，用于放大电信号的幅度。
其工作原理基于电子元件的非线性特性。
放大器的核心是一个电子管或半导体器件，它能够将输入信号的小幅度变化转化为输出信号的较大幅度变化。
放大器将输入信号加以放大，并通过控制电路将放大后的信号输出。
放大器的工作可以分为两个阶段：放大和反馈。
在放大阶段中，输入信号经过放大器的前置电路，即使输入信号很小，放大器也能够将其放大到一定的幅度。
这是通过电子管或半导体器件内的放大元件来实现的。
放大元件通过控制输入信号和电源电压之间的关系，对输入信号进行放大。
在反馈阶段中，放大器将放大后的信号反馈回放大器的输入端。
这种反馈可以通过加入一个反馈电路来实现。
反馈信号与输入信号相加，进一步放大了输入信号，增加了放大器的增益。
通过放大和反馈的作用，放大器可以将输入信号的幅度增加到所需的水平，同时保持输出信号的精确性和稳定性。
不同类型的放大器有不同的工作原理，但它们都基于放大元件的非线性特性。
总之，放大器是一种用于放大电信号幅度的电子设备，其工作原理基于电子元件的非线性特性。
通过放大和反馈的作用，它
能够将输入信号放大到所需的水平，并输出一个更大幅度的信号。
测量放大器实验报告
测量放大器实验报告一、系统功能及性能指标500~1A VD = V 10U 0±= f =0~10HZ ΩM R id 2≥id U =V V 5.7~5.7-+时，510>CMR K 500=VD A 时，噪声电压峰峰值< 1V电路类型：测量放大器二、实验目的本实验是学习测量放大器的设计方法和掌握测量放大器的调试方法。
其中，测量放大器称为仪表放大器或数据放大器，是对微信号进行测量，主要通过运用集成运放组成测量放大电路实现对微弱电压信号的放大，要求有较高的输入电阻来减少测量的误差和被测电路的影响。
通过实验，熟悉OP07的参数和应用，掌握电路设计调试的基本流程和方法，通过分析和计算完成实验的内容。
三、实验要求图（1）1、差模电压放大倍数500A=，可手动调节；1~VD2、最大输出电压为±10V，非线性误差< 0.5％；3、在输入共模电压+7.5V～－7.5V范围内，共模抑制5K；>10CMR4、在500=A时，输出端噪声电压的峰－峰值小于1V；VD4、通频带0～10Hz；5、直流电压放大器的差模输入电阻≥2MΩ（可不测试，由电路设计予以保证）。
四、方案论证在测量放大器的设计中，第一级应采用两个集成运放OP07同向并联接入，组成同相的差动放大器，因为这样可以增强共模抑制能力。
其中，要求两个运放的输入阻抗，共模抑制比，开环增益一致，这样才能保证具有差模和共模电阻大，还能保证使两运放的共模增益和失调及漂移产生的误差相互的抵消。
在第二级中，为了阻止共模信号的传递，差分放大电路在同向并联电路之后再接上一个OP07，从而使双端输出变成单端输出。
在输出端接一个电位器，使得电压放大倍数改变，实现放大倍数500A1~=可调，从而完成本实验的要求。
VD六、OP07芯片手册OP07简介：OP07芯片是一种低噪声，非斩波稳零的双极性运算放大器集成电路。
具有低失调、低漂移、低噪声、偏置电流小等优点。
热电偶如何测量放大电路
器，它的输入阻抗高，易于与各种信号源匹配， 而它的输入失调电压和输入失调电流及输入偏 置电流小，并且温漂较小。由于时间温漂小，因 而测量放大器的稳定性好。由三运放组成测量放 大器，差动输入端 R1 和 R2 分别接到 A1 和 A2 的 同相端。输入阻抗很高，采用对称电路结构，而
信号的精密放大等。OP-07 要求双电源供电，使 用温度范围 0～70℃，一般不需调零，如果需要 调零可采用 RW 进行调整。A3 采用 741 芯片，它 要求双电源供电，供电范围为±(3～ 18)V，典型供电为±15V，一般应大于或 等于±5V，其内部含有补偿电容，不需外
小的时候，家长常常会拿你和别家的孩子比较，不管你是什么样子的，总有一个别
且被测信号直接加到输入端，从而保证了较强的 抑制共模信号的能力。A3 实际上是一差动跟随 器，耐磨热电偶、其增益近似为 1。测量放大器 的 放 大 倍 数 为 ： AV=V0/ （ V2-V1 ）， AV=RF/R(1+(Rf1+Rf2)/RW)。在此电路中，只要 运放 A1 和 A2 性能对称(主要指输入阻抗和电压
小的时候，家长常常会拿你和别家的孩子比较，不管你是什么样子的，ca1 热电偶
增益)，其漂移将大大减小，具有高输入阻抗和 共模抑制比，对微小的差模电压很敏感，适宜于 测量远距离传输过来的信号，因而十分易于与微 小输出的传感器配合使用。 RW 是用来调整放大倍 数的外接电阻，在此用多圈电位器。
放大器输入、输出电阻和频响特性的测量
实验二 放大器输入、输出电阻和频响特性的测量一、实验目的掌握放大器输入电阻、输出电阻和频率特性的测量原理和方法。
二、实验原理1.放大器输入电阻R i 的测试最简单的测试方法是“串联电阻法”。
其原理如图2-1所示，在被测放大器与信号源之间串入一个已知标准电阻R i ，只要分别测出放大器的输入电压U i 和输入电流I i ，就可以求出： R i =V i /I i =n R i R U U /=R i U U •Rn但是，要直接用交流毫伏表或示波器测试Rn 两端的电压U R 是有困难的，因U R 两端不接地。
使得测试仪器和放大器没有公共地线，干扰太大，不能准确测试。
为此，通常是直接测出U S 和U i 来计算R i ，由图不难求出：R i =i S iU U U -• RnSU i U信号源放大器iR n R注：测R i 时输出端应该接上R L ，并监视输出波形，保证在波形不失真的条件下进行上述测量。
图2-1放大电路输入端模型2.放大器输出电阻R o 的测试放大器输出端可以等效成一个理想电压源U o 和R o 相串联，如图2-3所示。
在放大器输入端加入U S 电压，分别测出未接和接入R L 时放大器的输出电压U o 和U L 值，则 L L R U U R )1(00-=注意：要求在接入负载R L （或R W ）的前后，放大器的输出波形都无失真。
3．放大器幅频特性的测试对阻容耦合放大器，由于耦合电容及射极电容的存在，使A V 随信号频率的降低而降低；又因分布电容的存在及受晶体管截止频率的限制，使A V 随信号频率的升高而降低。
仅中频段，这些电容的影响才可忽略。
描述A V 与f 关系的曲线称为RC 耦合放大器的幅频特性曲线，如图2-4所示。
图中，A V =0.707 A V 时所对应的f H 和f L 分别称为上限频率和下限频率，B 称为放大器的通频带，其值为B=f H-f L。
Av0.707AvBf Hz0L f H f()图2-4幅频特性曲线。
放大器的性能指标及测量方法
放大器的性能指标及测量方法1、放大器的性能指标 〔1〕静态工作点放大器的静态工作点是U BE 、I B 、I C 、U CE 。
一般只测量U BE 、I C 、U CE 三个参数。
〔2〕电压放大倍数 放大器的电压放大倍数ioV V V A 〔3〕输入电阻 〔4〕输出电阻 〔5〕最大动态范围 〔6〕通频带2、放大器性能指标的测试方法 以单管共射放大器电路说明。
〔1〕放大器静态工作点的调试与测量 ①静态工作点的调试放大器静态工作点的调试是指对管子集电极电流I C 〔或U CE 〕的调整与测试。
静态工作点是否适宜，对放大器的性能和输出波形都有很大影响。
如工作点偏高，放大器在参加交流信号以后易产生饱和失真，此时u O 的负半周将被削底，如图2－2〔a 〕所示；如工作点偏低那么易产生截止失真，即u O 的正半周被缩顶〔一般截止失真不如饱和失真明显〕，如图2－2〔b 〕所示。
这些情况都不符合图2-1单管共射放大器电路不失真放大的要求。
所以在选定工作点以后还必须进展动态调试，即在放大器的输入端参加一定的输入电压u i，检查输出电压u O的大小和波形是否满足要求。
如不满足，那么应调节静态工作点的位置。
〔a〕〔b〕图2-2 静态工作点对u O波形失真的影响改变电路参数U CC、R C、R B〔R B1、R B2〕都会引起静态工作点的变化，如图2－3所示。
但通常多采用调节偏置电阻R B2的方法来改变静态工作点，如减小R B2，那么可使静态工作点进步等。
图2－3 电路参数对静态工作点的影响最后还要说明的是，上面所说的工作点“偏高〞或“偏低〞不是绝对的，应该是相对信号的幅度而言，如输入信号幅度很小，即使工作点较高或较低也不一定会出现失真。
所以确切地说，产生波形失真是信号幅度与静态工作点设置配合不当所致。
如需满足较大信号幅度的要求，静态工作点最好尽量靠近交流负载线的中点。
②静态工作点的测量测量放大器的静态工作点，应在输入信号u i＝0的情况下进展，即将放大器输入端与地端短接，然后选用量程适宜的直流毫安表和直流电压表，分别测量晶体管的集电极电流I C以及各电极对地的电位U B、U C和U E。
运算放大器性能测量方法图解
运算放大器性能测量方法图解运算放大器是差分输入、单端输出的极高增益放大器，常用于高精度模拟电路，因此必须精确测量其性能。
但在开环测量中，其开环增益可能高达107或更高，而拾取、杂散电流或塞贝克(热电偶)效应可能会在放大器输入端产生非常小的电压，这样误差将难以避免。
通过使用伺服环路，可以大大简化测量过程，强制放大器输入调零，使得待测放大器能够测量自身的误差。
图1显示了一个运用该原理的多功能电路，它利用一个辅助运放作为积分器，来建立一个具有极高直流开环增益的稳定环路。
开关为执行下面所述的各种测试提供了便利。
图1. 基本运算放大器测量电路图1所示电路能够将大部分测量误差降至最低，支持精确测量大量直流和少量交流参数。
附加的“辅助”运算放大器无需具有比待测运算放大器更好的性能，其直流开环增益最好能达到106或更高。
如果待测器件(DUT)的失调电压可能超过几mV，则辅助运放应采用±15 V电源供电(如果DUT 的输入失调电压可能超过10 mV，则需要减小99.9 kΩ电阻R3的阻值。
)DUT的电源电压+V和–V幅度相等、极性相反。
总电源电压理所当然是2 × V。
该电路使用对称电源，即使“单电源”运放也是如此，因为系统的地以电源的中间电压为参考。
作为积分器的辅助放大器在直流时配置为开环(最高增益)，但其输入电阻和反馈电容将其带宽限制为几Hz。
这意味着，DUT输出端的直流电压被辅助放大器以最高增益放大，并通过一个1000:1衰减器施加于DUT的同相输入端。
负反馈将DUT输出驱动至地电位。
(事实上，实际电压是辅助放大器的失调电压，更精确地说是该失调电压加上辅助放大器的偏置电流在100 kΩ电阻上引起的压降，但它非常接近地电位，因此无关紧要，特别是考虑到测量期间此点的电压变化不大可能超过几mV)。
测试点TP1上的电压是施加于DUT输入端的校正电压(与误差在幅度上相等)的1000倍，约为数十mV或更大，因此可以相当轻松地进行测量。
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自动增益IA基本工作过程如图7-2-5所示。 它先对信号作试探放大、将放大信号送至 ADC，使其转换成数字信号，再经逻辑电路 判断，送至译码驱动装置，用以调整使其转 换成数字信号，再经逻辑电路判断，送至译 码驱动装置，用以调整IA的增益。这种方法 工作速度较慢，不适于高速系统。
三、程控增益放大器
河
第二讲 传感器信号
南
的放大电路
工
业职Βιβλιοθήκη 业 技一、测量放大电路
术
二、自动增益放大器
学
院
三、程控增益放大器
电
气
工
程
系
测量电路是检测仪器或数据采集系统的重要组成部分， 通常都具有信号放大级电路(前置级电路)。其功能是把 传感器输出的微弱信号放大到足以推动指示器、记录仪 或各种测量控制机构。信号放大电路的结构形式，视所 采用的传感器的类型而定。由于通用运算放大器一般都 具有毫伏级的失调电压及数微伏／ºC的温度漂移，为此， 通用运算放大器不能直接用于对微弱信号的放大，而测 量放大器可以较好地实现此功能，能够较好地抑制包括 工频、静电和电磁耦合等共模干扰。
一、测量放大电路
测量放大器(又称仪表放大器)是一种具有精密差 动电压增益的放大器件。由于其具有高输入阻抗、 低输出阻抗、低温漂、高共模抑制能力、低失调 电压、高稳定增益等诸多特点，使其广泛作为微 弱信号检测系统中的前置放大器。
图7-2-1 测量放大器
测量放大器由三个运算放大器构成的两级电路： 第一级是两个同相放大器．因此具有极高的输入 阻抗；第二级是普通的差动减法放大器，将双端 输入信号转换为对地的单端输出。
AD522是高精度单 片集成测量放大器，主 要可用在恶劣环境下要 求进行高精度数据采集 的场合，它的非线性度 仅为0.005%(G＝100 时)，在0.1Hz— 100Hz频带内的噪声的 峰一峰值1.5mV，其 共模抑制比CMRR大于 100dB(G＝l00时)。
图7-2-2 AD522管脚排列
图7-2-3 AD522基本连接方式
程控放大器是智能仪器的常用部件之一，在许 多实际应用中，特别是在通用测量仪器中，为了 在整个测量范围内获取合适的分辨力，常采用可 变增益放大器。在智能仪器中，可变增益放大器 的增益由仪器内置计算机的程序控制。这种由程 序控制增益的放大器，称为程控放大器。
图7-2-6 增益调控放大器
程控增益IA的增益由使用者对每个 通道输入信号大小预先作出估计，编 成软件存入计算机。通道切换时，由 计算机将相应的增益代码送入程控增 益IA，即可得到预期结果.
、
Au
uo uI1 uI2
(1
2R1 ) Rg
外接电阻Rg不影响电路的共模抑制比，却可以很方便
地调节差Rg 模电压放大倍数。放大器的共模抑制比只与A1、 A2的一致性和4个电阻R的一致性有关，这一点在集成电 路中是比较容易做到的。仪表放大器的性能参数与普通 运算放大器基本相同。
集成仪用放大器AD522
图7-2-4 AD522用于测量电桥的电路
二、自动增益放大器
图7-2-5 自动增益放大器
在多通道数据采集系统中，为了节约费用， 多种传感器共用一个IA。当切换通道时，必须 迅速调整IA的增益，称增益调控IA。在模拟非 线性校正中也要使用增益调控IA。增益调控IA 分为自动增益IA和程控增益IA两大类。