1、一、模拟电路的分类,1、信号放大电路 2、信号产生电路（振荡电路） 3、波形变换电路 4、滤波电路 5、运算电路 6、调频、鉴频、调幅与检波等,二、放大电路,放大电路是电子系统中最常用的电路，放大电路种类繁多，特性各异，电路设计的侧重点有很大的不同。放大电路的设计一般是使用运算放大器作为基本放大器件。按用途分，运算放大器可以分为通用运算放大器，高频运算放大器，仪用运算放大器，特殊运算放大器（如对数放大器等），功率运算放大器等。,设计放大电路时的一个重要内容，是根据使用要求选择放大器的种类与型号。特别是随着新型运算放大器的不断出现，不同种类和型号的运算放大器之间有相当大的差别。这种差别不仅仅表现
2、在能否按设计要求实现实际电路，还对电路中其他器件的选择（如RC器件，数字电路器件，电源器件等）和电路板的设计有直接影响。选择运算放大器的基本依据，是电路对运算放大器各种指标的要求。运算放大器的性能指标参数有输入偏置电压和电流，输入输出失调电压和电流，噪声输出特性，电源噪声抑制能力，所需电源种类和范围，小信号和大信号时的带宽增益乘积，信号跟踪特性，输出特性以及功耗特性等。,放大电路的重要设计参数有电压放大倍数（也叫电压增益），输入电阻，输出电阻，输出电流，频率响应带宽和功率输出能力等。由于放大电路是模拟电路，电路对各种电磁噪声十分敏感，所以，放大电路的设计和调试中必须注意使用不同的噪声抑制技术，
3、特别是印刷电路板的设计，要十分小心。具体要求在后面介绍。,1常用运算放大器的种类,（1）通用型运算放大器双极型 A741 LM324；OP07、OP27、OP37、（OPA27、OPA37）；JFET（CMOS）高输入阻抗运算放大器 TL081/082/084, CA3140 ；高频型运放 LM318，A733，A715；高精度型 A725；暂波放大器ICL7650 等。 （2） 仪用型放大器高精度型 AD524，AD624，低噪声型 INA102，INA103，INA108可编程型 AD562，PGA103，PGA202 。,3）隔离放大器变压器耦合型 AD202，AD208。光电耦合型 I
4、SO100，ISO130。 2. 运算放大器的参数及应用（1） LM741、F741、A7411） 极限参数2） 常温参数3） 内部结构,3、常用器件应用与计算,同相放大器闭环电压增益 AVF=1+R2/R1输入电阻 Ri=ric输出电阻 R00平衡电阻 R3=R1/R2ric为运放本身同相端对地的共摸输入电阻，一般为108。,反相放大器闭环电压增益 AVF=-R2/R1输入电阻 Ri = R1C输出电阻 R00平衡电阻 R3=R1/R2 单位增益电压跟随器输入电阻 Ri= 400M输出电阻 R00,在工程设计过程中应注意的问题a.电源引线要短而粗，且正负电源引脚接入旁路电容。b.信号线要短，
5、且不要和电源线并行。c.正负电源不能接错，以免损坏器件。电路调试中的次序a. 检查电源是否正确。b. 在零输入情况下，输出端是否为零，如不为 零，检查电路联接是否正确。c.接入信号，测量输出是否正确，如与设计值基本相近，再对各参数进行微调。如距设计要求相差太远，检查电路各元件与设计值是否相符。,（2）OPA27/37精密运算放大器OPA27/37是一种超低噪声、高精度单片运算放大器，是精密OP27/37的改进型产品。芯片内部经激光修正，电压偏置保持长时间稳定，具有极好的电源噪声抑制，共摸抑制和低失调、低噪声特性。 OPA27/37可广泛地应用于专业级音响设备、精密仪表放大器、传感器放大器、数据
6、采集、测试设备和高性能仪表等领域。 OPA27/37外型采用金属圆壳、双列直插和微型表面贴封装结构，其引脚排列见图,性能特点低噪声： 不大于3.8nV/(在1KHZ);低失调: 不大于25V;低漂移: 0.6V/C(OPA27/37);高开环增益: 不小于120dB;高共摸抑制比: 不小于114dB;高电源抑制比: 不小于100dB;共模输入电阻： 2 X 1010 。,典型应用OPA27/37和其它运放一样具有许多用途，特别是在低噪声、高性能仪表系统设计中，往往将其用作前置放大。图1-5就是在高性能盒式磁带机中的应用。为了获得高性能，其电阻应选用金属膜电阻器，电容应选用云母或钽电容。只有这样
7、才能显示出OPA27/37的低噪声特性。,（3） OPA121/602低偏置电压电流运算放大器 OPA121/602S是低成本高速FET输入精密运算放达器。内部电路结构如图1-6（a）、1-6（b）所示。二者电路结构基本相同，输入为FET场效应管插分输入，差摸和共摸阻抗都很高偏置采用共基电路，具有很低的输入偏流。有调零输出端。OPA121的8脚为基底连接。OPA602的8脚为空脚。在实际应用时，一般不需要调零，若要调零可采用图1-6（C）的连接电路。即1、5脚与负电源接入10K多多圈电位器进行调整。调整范围约10 mv,主要性能参数低噪声： 不大于 6 nV/(在1KHZ);低失调: 不大于2
8、mV;低漂移: 10V/;高开环增益: 不小于110dB;高共摸抑制比: 不小于86dB;高电源抑制比: 不小于86dB;输入阻抗： 差摸 1013 共摸1014,OPA121/602是一个高输入阻抗类精密运放。所以在应用时要对输入端进行保护，否则就会失去运放故有特性。图1-7示出了OPA121的基本连接电路。这里的8脚（芯片基底）与保护环（在做PCB板时，将3、2脚围起来的线圈）相连，作为输入保护。电压增益计算方法同上。图1-8为OPA602的基本方法。8脚空不用。,典型应用,图a为二阶有源低通滤波器,设计时往往取R1=R2=R,C1=C2=C并使增益大于1。截止频率的表达式为 F-3dB=
9、1/（2RC），增益表达式为G=1+（R3/R4）。 图b为二阶有源高通滤波器，设计时往往取R1=R2=R,C1=C2=C并使增益大于1。截止频率的表达式为 F-3dB=1/（2RC），增益表达式为G=1+（R3/R4）。 图C为二阶有源带通滤波器，设计时往往取R1=R3=1/（2R2）。C1= C2 = C并使增益大于1。截止频率的表达式为 F-3dB=1/（22 RC），图中参数，带通频率为10MHZ增益为70。,4)斩波放大器直流小信号的放大总是一个麻烦的问题，因为直流放大器的零点漂移影响了放大精度。为此，可以采取斩波稳零的方法。斩波稳零是真对交流信号不存在零点漂移的特点，先把直流信号变
10、成为等幅的方波，然后将这个方波放大，最后又还原成直流信号。,图1-10是一个斩波稳零放大器的具体电路。二个模拟开关用一个400HZ方波控制。当开关K1导通时，A点变零，而K1断开时，A点电压与输入等值。A点的方波经放大器放大六倍后输出。输出的方波在开关K2的作用下，在B点能解调为与之等幅的直流电压。最后由低通滤波器滤去不必要的高频成分后，将放大后的电压输出。,三、仪器用放大器,1、仪器用放大器基本结构与增益计算如图2-1所示为常用仪器放大器基本结构，他是有三个运放组成的，该电路中A1与A2的失调电压量值和方向相同，可以互相抵消，所以此种电路精度很高。A1与A2组成基本放大器，A3为输出放大器。
11、电压增益V0/V= - R4/R3（1+2R2/R1）第一级放大器的增益的大小有R1与R2决定，一般称作基本增益，第二级放大器增益的大小有R3与R4决定，称作输出增益，总增益为二者之积。,对自制的三运放电路来说，请注意技术指标中的输入失调电压和噪声都被乘以2。这是因为在三运放型的放大器中有二个运放在它的输入端，两者对全部的误差都有贡献。,2、AD524放大器AD524是高精度单片式仪用放大器，它可以使用在恶劣的工作条件下需要获的高精度的数采系统中。它的输出失调电压漂移小于25V/，输入失调电压漂移小于0.5V/,在全增益范围内,共摸抑制比高达120DB,最大非线性失真仅为0.003。该器件不需
12、任何外接元件就能实现1、10、100和1000倍的信号增益，而对11000范围内的其它增益值，只需外接一只电阻即可实现所需要的增益值。由于线性度好、共摸抑制比高、低漂移和低噪声，使得AD524在许多领域得到广泛应用。,AD524具有A、B、C、S等四种不同精度和温度范围的系列器件；A级为民品；B级为低漂移器件；C级为低漂移高度线性化器件，可用作工业品，温度范围为-25+85；S级温度范围为-55+125。它的封装采用16脚DIP陶瓷封装结构与20脚的LCC封装结构。引脚见图2-2所示。,低噪声： 峰峰值不大于0.3V（0.110HZ）； 非线性小: 不大于0.003(G=1); 共摸抑制比高:
13、 不小于110dB; 失调电压小: 不大于50V/; 失调电压漂移小: 不大于0.5V/; 增益带宽: 25MHZ ; 引脚编程增益: 1、10、100、1000； 具有输入保护，失调电压调整等功能。,内部结构与基本接法,图2-3（a）是AD524内部电路，其中有基本的精密增益电阻、输入保护电路、三运放偏置电路及精密运算放大器。图2-3（b）是基本接法。增益选择端10、100、1000分别表示放大倍数为10、100与1000，当RG2选择端与其一相连时，就可设置成所需要的增益值。例如将RG2与1000相连时，增益值就是1000。当要设置任意增益时，在RG1与RG2之间接入一只增益电阻RG即可。
14、若需要调节失调电压时，在4、5脚之间接入10K电位器，电位器的中心头接正电源即可。RG与增益的关系有下式确定：G = 1 + 40K/RG,典型应用图2-4是AD524在称重系统中使用的放大电路 接法。输入信号是典型的桥式传感器信号，输入信号采用屏蔽方式，提高共摸抑制比，放大倍数为100。输出可直接与14位A/D转换器相连。这种应用最好通过RP进行失调电压的调整。传感器的供桥电压应采用高精度的基准电源。,图2-5为峰值检测的实际电路，有三个运放组成的检测电路，第一级的放大倍数（基本增益）1+2R1/R2= 8，第二级放大倍数R4/R2 = 50，总增益为400。LF398为采样保持电路，A4为比较器，保正测量的值为峰值，MC14433为数摸转换电路，CD4511为47译码器，MC1413为显示驱动电路。,
