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1
//
R
F
集成运放的基本应用
❖ 差动放大器
V1 R1 V2
R2
RF R3
VO
RF R1
V1
1
RF R1
R3 R2 R3
V2

R

1
R
2,
R
F

R

3







VO







A

VD
VO
V

2
V1

RF R1

R R
3 2





R

id
R

1
R

2
2
R
1

R

1
R

2
R
=1 dR
R dT
常用传感器及应用
❖ 半导体热敏电阻
VREF
VREF
R VO
R
R
RT
R
仪器放大器
VO
常用传感器及应用
❖ 热电偶 在两种不同金属所组成的闭合回路中,当两接触的 温度不同时,回路中就要产生热电势。这种由两种 不同金属构成热电变换元件称为热电偶。
A
T
T0
B
常用传感器及应用
❖ 热电偶 — 用途:温度测量 — 常用放大芯片:AD594_595、MAX6675
❖ 热释电红外传感器(PIR)
若使某些强介电质的表面温度发 生变化,随着温度的上升或下降, 在这些物质表面上就会产生电荷 的变化,这种现象为热释电效应。
漏极
源极
Rg RS

常用传感器及应用
❖ 热释电红外传感器(PIR) —用途:防盗、自动门、火灾报警、非接触 温度测量等 —专用放大芯片:BIS0001、CS9803

3
R

F









V

O
V

2
V1
集成运放的基本应用
❖ 弱信号检测放大器
v1
R1
10K 30pF
R*
系统
接口
输入
核心
输出
能源 系统的构成简图
传感器
❖ 定义:能感受(或响应)规定的被测量,并按 照一定规律转换成可用信号输出的器件或装置。
被测物理量 传 感
(非电量) 器
处 理
ADC
数据采集的构成简图
传感器
❖ 基本要求:
-精度、灵敏度和分辩率高 -线性、稳定性和重复性好,工作可靠 -静动态特性好,测量范围大 -抗干扰能力强 -体积小,质量轻,操作简便,价格便宜
❖ 输入失调电流:当运放的输出电压为零时,将两输入 端偏置电流的差称为输入失调电流,即
IIO= IB+- IB- 其中IB+为同相输入端基极电流,IB-为反相输入端基 极电流。
运放主要性能参数(直流)
❖ 共模抑制比:将运放的差模电压放大倍数AVD与共模 电示压,放单大 位倍 一数 般用AVdCB之比称为共模抑制比,用KCMR表
常用传感器及应用
❖ 半导体热敏电阻 -NTC,温度范围-50~300℃ -PTC,温度范围-50~150℃
RT=AeBT A—与热敏电阻尺寸、形式以及半导体物理性能有关的常数 B—热敏电阻常数,与半导体物理性能有关 T—热敏电阻的绝对温度
热敏电阻在其本省温度变化1℃时,电阻值的相对变化量,称为热敏 电阻的温度系数。即
传感器分类
❖ 按工作机理分类 结构性、复合型
❖ 按敏感材料分类 半导体传感器、陶瓷传感器、金属传感器等
❖ 按物理原理分 电阻式、电感式、电容式、压电式、热电式、霍尔式等
❖ 按对能量所起的作用分 能量变换型传感器(有源传感器)、能量控制型传感器
❖ 按被测量分 物理量传感器、化学量传感器、生物量传感器等
v+-v-
vO AVD
0
同时,由于差模输入电阻趋于无穷,因而流进集成运放输入端
的电流也就必趋于零,即
i 0
运放主要性能参数(直流)
❖ 输入失调电压:一个理想的运放,当两个输入端加相 同的电压或直接接地时,其输出电压应为零,但实际 上不为零。为使输出电压为零,在两个输入端间加有 补偿直流电压VIO,该VIO称为输入失调电压。
集成运放的基本应用
❖ 反相放大器
RF
Vi
R1
VO
RP





A

VF

RF R1





R

i
R
1
输出电阻:R 0 O





R

P
R
1
//
R
F
集成运放的基本应用
❖ 同相放大器
RF





A

VF
1+
R R
F 1
R1





R

i
ric
Vi RP
VO
输出电阻:R 0
O





R

P
R
需要掌握的知识
❖ 模拟电路 ❖ 数字电路 ❖ 单片机+基本外围电路扩展 ❖ 可编程逻辑器件 ❖ 电路板焊接和测试 ❖ 良好的写作能力
竞赛注意事项
❖ 单片机选型,赛前充分准备(理论知识+实 践+常用电路模块和单片机最小系统)
❖ 队员分工合作(硬件、软件、写作) ❖ 比赛时选题很关键(需要考虑的因素) ❖ 尽可能完成基础部分 ❖ 调试过程注意备份 ❖ 最后成品可靠安装
Tel: Email:
培训内容
❖ 竞赛简介 ❖ 常用电子元件识别 ❖ 简易直流稳压电源的设计 ❖ 传感器、放大器、AD/DA ❖ 单片机常用外围电路扩展 ❖ 常用控制电路设计 ❖ 历届试题分析 ❖ 可编程逻辑器件 ❖ 常用软件介绍
竞赛简介
❖ 1994年,第一届,2个题目 ❖ 1995年,第二届,4个题目 ❖ 1997年,第三届,4个题目 ❖ 1999年,第四届,5个题目 ❖ 2001年,第五届,6个题目 ❖ 2003年,第六届,6个题目 ❖ 2005年,第七届,7个题目 ❖ 2007年,第八届,6+4个题目
集成放
❖ 集成运算放大器(简称运放)是一种高增益多级直 接耦合放大器,其内部结构如下图:
差动输入级
中间放大级
输出级
偏置电路 运放的组成框图
集成运放的理想化条件
1.无限大的差模输入电阻、趋于零的输出电阻
2.无限大的差模电压增益和共模抑制比
3.无限大的频带宽度以及趋于零的失调和飘移
当vO为有限值,则输入的差模电压(v+-v-)就必趋于零,即
KCMR
20lg
AVD AVC
dB
点KC飘MR移愈等大),的表抑示制放能大力器愈对强共。模信号(温度飘移,零
运放主要性能参数(交流)
❖ 增益带宽积:运放的带宽BW通常等于截至频率fc。 增益越高,带宽越窄,增益带宽积为常数,即 AV×BW=常数 将放大倍数等于1时的带宽称为单位增益带宽。
❖ 转换速率(摆动率):运放在大幅度阶跃信号作用 下,输出信号所能达到的最大变化率称为转换速率 或摆率,用SR表示,其单位为V/us。
常用传感器及应用
❖ 光电二极管和光电三极
330
+12V 10K
10n
4
3
8
VO
LM567 10K
1
2
7
6
5
10K
10K
10u 1u
1n
常用传感器及应用
❖ 光电二极管和光电三极 VCC
VCC
常用传感器及应用
❖ 光敏电阻 额定功率 亮电阻、暗电阻 亮电流、暗电流 时间常数
VREF R
常用传感器及应用
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