信号放大器——传感器(三)

2022-01-20 14:20:22 浏览数 (1)

信号放大器

放大电路是一种应用极为广泛的电子电路,其实质是能量的控制与转换,在电视、广播、通信、测量仪表以及其他各种电子设备中具有广泛的应用,能够将微弱的电信号(电压、电流、功率)进行放大,以满足人们的实际需求。近来,购买相关的元器件,对本科模拟电路相关的知识点进行回顾,加深相关内容的理解,主要包含两部分内容:1、仪表放大器AD620简介;2、固定偏置共射放大电路放大电路基本原理,具体内容如下:

附录:相关材料

1、仪表放大器(AD620):AD620 是一款低成本、高精度仪表放大器,仅需要一个外部电阻来设置增益(增益范围为1至10,000),能够对微伏、毫伏信号进行放大,相较于LM358具有更高的放大精度、更好的线性度,特别适合应用于传感器信号采集系统,具体如下图所示:

放大倍数G=49.4KΩ/Rg 1

2、传感器信号采集以及放大具有成熟的元器件,它与放大电路有什么区别与联系,为何还要学习最原始的三极管信号放大电路?

AD620 由传统的三运算放大器发展而成,具体的电路原理图如下所示,Rg为AD620芯片1引脚和8引脚间外接的电阻,实现放大倍数的调节

放大倍数G=Rf/R3(1 2R1/Rg)

运算放大器A1、A2以及A3作为AD620的基本电路单元,具有很高的放大倍数,其输出信号可以是输入信号加、减或微分、积分等数学运算的结果,在实际中具有广泛的应用。

3、二极管放大电路

放大器可以分为交流放大器和直流放大器,按照频率可分为低频、中频和高频放大电路,是电子电路重要组成部分。固定偏置共射放大电路如下图所示,其核心元器件为三极管,具体内容如下:

三极管主要工作状态包括有:1、饱和;2、截止;3、放大;三极管可作为控制开关使用,三极管分别处于截止和饱和状态

放大电路中静态工作点合适与否直接关系着信号被放大后是否会出现波形失真,Q点过低,晶体管进入截止区,造成截止失真;Q点过高,晶体管进入饱和区,造成饱和失真,动态工作情况主要表述为输入交流信号ui经过耦合电容C1加到三极管基极b和发射机e之间,与静态直流电压叠加到一起作为输出信号,主要利用了三极管放大工作状态,详细分析具体如下所示:

上图表示为静态分析所用的直流通路,电路中电容视为开路,电感视为短路,其静态输出电压u0=Ucc(1-β*Rc/Rb);下图表示为动态分析所用的交流通路,电路中电容视为短路,直流电压源视为短路(理想电压源内阻非常小),直流电流源视为断路(理想电流源内阻非常大),其输出信号为静态输出电压与经过放大后的交流输入信号的叠加。

附:最开始以为放大电路作为本科最基本的知识点,肯定极为简单,后来发现如果仅仅选择适合的芯片,应用相关的技术满足实际需求还好,但是想要了解背后的原理,如何从三极管、电阻等电子元器件加工而成还是有些许难度,希望后期有时间的话,对现采用三极管搭建的放大电路进行测试,确定三极管的放大倍数等参数~

ui

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