欲使图示电压跟随器 电路图中Uo=10(US2-US1), 试确定和

第二章 信号放大电压跟随器 电路圖 2-1 何谓测量放大电压跟随器 电路图对其基本要求是什么 在测量控制系统中用来放大传感器输出的微弱电压,电流或电荷信号的放大电压哏随器 电路图 称为测量放大电压跟随器 电路图亦称仪用放大电压跟随器 电路图。对其基本要求是①输入阻抗应与传感器输出 阻抗相匹配;②一定的放大倍数和稳定的增益;③低噪声;④低的输入失调电压和输入 失调电流以及低的漂移;⑤足够的带宽和转换速率(无畸变的放大瞬态信号) ;⑥高输 入共模范围(如达几百伏)和高共模抑制比;⑦可调的闭环增益;⑧线性好、精度高; ⑨成本低 2-2 1利用一个 741 和一呮 100k 的电位器设计可变电源,输出电压范围为 10V uS 10V ; 2如果 uS 10V 时在空载状态下将一个 1k 的负载接到电压源上 时,请问电源电压的变化量是多少( 741 参数輸入阻抗 r 2 差模增益 d a V mV ,输出阻抗 ro 75 1、 电阻匹配可以消除输入偏置电流产生的直流输出噪声; 2、 在合理范围内等倍数减小电阻阻值; 3、 采用输叺失调电流更小的运算放大器 2-4 在图 2-47所示的电压跟随器 电路图中, 已知 R 10k ,C 1nF 和uo 0 0V 假设运算放大器有 I 100n ,IOS 30n 和输出饱和电压 Vsat 13V 在不同情况下, 计算运算放大器 B 经过多长时间进入饱和 1 R 0 ;2 ,所有电阻都为 R 100k 分 B 析I B 对反相放大器性能的影响; 2为了使 u 最小,在同相端上应该串联多大的电阻 RP o (1)假设运算放大器是理想的根据“虚短”可知 u u 0V N P 在输入源 ui 0V 时 u 21 RI 21 10n 100 k 21 mV o B (2)运算放大器同相输入端串接的电阻是为运算放大器提供补偿,以抵消 I 对直 B 流電压输出的影响在仅考虑同相端输入时,假设运算放大器理想利用基尔霍夫 电压定律可求得同相放大增益,即为同相噪声增益 2 A 34 V V 所以可算出同相端串联的电阻值为 21mV 34 R 61.8k P 10n 取标称值为 62 R k P (提示此题不可简单将反馈电阻直接等效,采取 R R 的方法虽然结果对 1 2 但是原理不可行) 2-6图2-4b 所示中嘚运算放大器使用 741,电压跟随器 电路图增益为20V V 为使电压跟随器 电路图输入 电阻最大,求满足条件的电阻值(令输入失调可调范围为 20mV 最夶失调电流 I 200n ,最大失调电压V 6mV ) OS OS 此时要联合考虑失调电压和失调电流的影响,由于两者的作用方向不一定相同故 直流噪声输出为 u 1 R R V R R I o 2 1 OS 1 2 OS 输入电阻为R R , i 1 R R 由题意可知 2 20 1 V R1 R2 I 20mV OS OS 解得 R k ,故取 1 73.5 R1 71.5k R2 143k (1) 2-7 什么是 CAZ 运算放大器它与自动调零放大电压跟随器 电路图的主要区别是什么何种场合下 采用较为合适 CAZ 運算放大器是轮换自动校零集成运算放大器的简称,它通过模拟开关的切换 使内部两个性能一致的运算放大器交替地工作在信号放大和洎动校零两种不同的状态。 它与自动调零放大电压跟随器 电路图的主要区别是由于两个放大器轮换工作 因此始终保持有一个运 算放大器對输入信号进行放大并输出,输出稳定无波动性能优于由通用集成运算放大 器组成的自动调零放大电压跟随器 电路图,但是电压跟随器 電路图成本较高且对共模电压无抑制作用。应用于传 感器输出信号极为微弱输出要求稳定、漂移极低,对共模电压抑制要求不高的场匼 2-8请说明 ICL7650斩波稳零集成运算放大器是如何提高其共模抑制比的 算放大器 N1 由侧向端 A1输入时的放大倍数; K2为运算放大器 N2 的开环放大倍数。设 計中可使 K1 '≈ K1 K21,所以 '≈ K1 K21,所以 CMRR K2CMRR 因此整个集成运算放大器的共模 1 抑制比 CMRR 比运算放大器 N1 的共模抑制比 CMRR1(一般可达 80dB)提高了 K2 倍。 2-9 何谓自舉电压跟随器 电路图应用于何种场合请举一例说明之 3 自举电压跟随器 电路图是利用反馈使输入电阻的两端近似为等电位,减小向输入回蕗索取电流 从而提高输入阻抗的电压跟随器 电路图。应用于传感器的输出阻抗很高(如电容式压电式传感器的 8 输出阻抗可达 10 Ω 以上)嘚测量放大电压跟随器 电路图中。 2-10 何谓电桥放大电压跟随器 电路图应用于何种场合 由传感器电桥和运算放大器组成的放大电压跟随器 电路圖或由传感器和运算放大器构成的电桥 都称为电桥放大电压跟随器 电路图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压跟随器 电路图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压跟随器 电路图,输出放大了的电压信号 2-11 图2-32所示线性电桥放大电压跟随器 电路图中, 若 u 采用直流其值U 10V ,R1 R3 R 120 , 且 R R 0.24 时,试求输出电压 Uo 时输入失调电压 u0s﹤1 10 –3/[ R1 1R2/R1]4.17μA。 输入失调电流为 I0s﹤1 10 2-12 什么是可编程增益放大电压跟随器 电路图请举例说明 放大电压跟随器 电路图的增益通过数字邏辑电压跟随器 电路图由确定的程序来控制, 这种电压跟随器 电路图称为可编程增益 放大电压跟随器 电路图亦称程控增益放大电压跟随器 电路图, 简称 PGA例如图 X2-2,程序为 A0开关 A 断开 、 B0开关 B 断开时放大电压跟随器 电路图的电压放大倍数为 - R/R1;当程序为 A1开关 A 闭合 、 B0开关 B 断开时,放大倍数为 - R2R/[ R1(R2R)];当程序为 A0开关 A 断开、B1开 关 B 闭合放大倍数为 –R3R/[ R1(R3R)];当程序为 A1、B1开关 A、B 均闭合, 放大倍数为 –R2R3R/[ R1(R2 R3R3 R R R2)] 因此可编程增益放夶电压跟随器 电路图的增益是通过数字逻辑电压跟随器 电路图由确定的程序来控制。 程中没有公共的接地端隔离放大电压跟随器 电路图主要用于便携式测量仪器和某些测控系统(如生 物医学人体测量、自动化试验设备、工业过程控制系统等)中,能在噪声环境下以高阻 抗、高共模抑制能力传送信号 2-18 试分析图 2-41 电压跟随器 电路图中的限幅电压跟随器 电路图是如何工作的并写出 Uo的计算公式。 当输入过载时即输入正向(或反向)电压突然很大时,低漂移斩波稳零运算放大 器 235L

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