模拟信号放大技术

图6-21 GF289集成隔离运放
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6.3.3高精度集成运放
• 该类集成运放的型号很多，常用的有：AD0P07、ICL7650、 DG725等。
图6-10 ADOP07集成运放 a）引脚功能 b）典型接法
图6-11 ICL7650集成运放 a）引脚功能 b）典型接法
6.3.4 高输入阻抗集成运放
• 该类运放的输入阻抗一般为107~1012MΩ。通常采用结型场效 应管构成差分输入级，以提高输入阻抗，且兼有高速、宽带， 低失调电流、低谐波失真及低噪声等特点。广泛用于高速积 分、快速D/A、采样/保持电路及一般放大器中。 • 常用的高输入阻抗运放有：LF347、 LF356、CA3140、DG3140等许多型 号，各公司产品的型号也不一样。
• 集成运放一般选择原则是：在满足所需电气特性的前提下， 尽可能选择价格低廉、市场货源充足的运放，即选用性能 价格比高、通用性强的运放。
• 通用型运放直流性能较好，种类多，价格低。线路的运放 数量较多时，可选择双运放或四运放，其特点是内部对称 性好，可简化线路，缩小体积和降低成本。 • 若信号源内阻很大，则可选用高输入电阻的运放。另外， 像采样/保持、峰值检波、优质对数放大或反对数放大器、 积分器和生物电信号的放大及提取、测量放大器等均需选 择高输入阻抗的集成运放。 • 若放大线路要求低噪声、低漂移和高精度，则应选择高精 度、低漂移的低噪声运放。 • 视频信号的放大、处理等场合应选择高速宽带运放。 • 总之，选择运放时，要视系统对放大电路的要求，作分析 和耐心挑选，避免盲目选用高档的运放。
6.3.6 程控增益放大器
• 在数字化测量技术中，可利用数字编码控制电子开关来选 择放大器的反馈电阻实现不同的增益变换。在带微计算机 或微处理的测控系统中，采用软件控制电子开关来选择放 大器的增益。具有这种功能的放大器称为程控增益放大器。 • 图6-17为利用改变反馈电阻实现的程控增益放大器。
图6-17 程控增益放大器原理
图6-13 LF347的引脚功能
6.3.5 测量放大器
• 如前所述，传感器输出是微弱的电信号，信号中还可能包 含有工频、静电和电磁耦合等共模干扰信号。对这种信号 的放大，需要放大电路具有高输入阻抗、高增益、低噪声 和高共模拟制比，习惯上称这种放大器为测量放大器、电 桥放大器或仪表放大器。 • 图6-14为用三个运放组成的测量 放大器原理图，经分析可得：
6.3.2通用型集成运算放大器
• 通用型运放的品种、规格、型号很多，各公司生产的型号 有别，常用的有：μA741、LM124、LM224、LM324、 DG741、F007等。
图6-8 μA741的引脚功能及典型接法
图6-9 LM124/224/324 集成运放 a）引脚功能 b）基准电压源应用 c）斯密特触发电器
Uo Rf r (1 Rf1 Rf 2 RP )(U 2 U 1 )
该电路中只要运放的输入阻抗和电压增益对称，其漂移 将大大减少、输入阻抗和共模抑制比很高，对微弱差模 电压很灵敏。适宜于与传感器配合使用和测量远传信号。 图6-14 测量放大器原理
图6-15 AD521 测成测量放大器 a）引脚功能 b）基本接法
6.3.6.2 常用集成程控增益放大器
图6-18 AD524程控增运放引脚功能
图6-19 PGA100引脚功能
6.3.7 集成隔离放大器
• 隔离放大器是指输入回路、输出回路和电源回路之间在电 流和电阻都相互隔离、没有公共参考地的放大器。常采用 的耦合方式有变压器耦合和光耦合两种。 • 为了提高微弱电信号（电压或电流）和低频信号的测量精 度，减小漂移，常采用调制一解调式放大器。实现方法上， 直流电源首先经振荡器变成交变信号，通过变压器或光耦 合器耦合到输入回路；然后再整流和滤波、稳压作为输入 回路和输出回路的直流电源；输入回路的调制开关信号和 输出回路的解调开关信号也通过变压器或光耦合器耦合过 来；输入回路和输出回路之间的信号联系也用变压器或光 耦合器来实现。
• 其典型产品有：AD284、AD289、GF289、AD293、BGF01 等以及其他公司的许多产品。 • 集成隔离运放的特点是三端口隔离，能抗高的共模电压 （1500V），高共模抑制比，高输入阻抗，高精度，低漂 移和低噪声等，广泛用于数字采Байду номын сангаас系统、医疗仪器、计算 机及其他电子设备提供隔离保护。 • 图6-21为GF289隔离运放的引脚排列和其典型接法。
6.3.1 概述
• 信号的放大技术是数字化测量技术的重要环节。 • 模拟信号的放大，常选用集成运算放大器（简称运放）。 集成运放可分为通用型、高精度型、高输入阻抗型、高速 型、测量运放、可程控增益型和隔离型等。
• 集成运放性能的优劣主要从其技术指标来判断。其主要性 能指标有：开环增益、差模输入阻抗（电阻）、输出电阻、 输入失调电压、输入失调电流、失调电压和失调电流的温 度系数、输入偏置电流、最大差模和共模输入电压范围、 共模抑制比、上升率和带宽等。