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在 电力系统中经常要测量温度、湿度、压力和流量等参 数,传感器首先把这些非电量转换成电量(电压、电流 或电荷)o一般情况下,传感器的输出信号较小,通常 为毫伏级,甚至微伏级,因此,必须经测量放大器进行 放大,并经适当处理后用于控制、显示和记录。 对侧量放大器的要求是:①为放大微弱的电信号, 放大器本身应具有很小的失调电压Uo,、噪声电压Un 和很小的温漂,即U。s、U。应小于传感器的输出信号; ②放大器应有很高的输入阻抗Z,,Z、应远大于传感器 的输出阻抗Z。;③放大器应有较高的共模YZ比 KcMR,以便YZ输人回路中的同相干扰。此外,对测 量放大器的增益带宽积、非线性度、使用的温度范围等 要根据使用场合提出具体的要求。
E-ATR-6-100-I||ATOS放大板,阿托斯放大器图为测量放大器的原理电路。传感器的两根输出 线分别接到运算放大器Nl和NZ的同相输人端,它们 的输出送到差值放大器N3。设Nl、NZ和N3均为理 想元件,则 、r 11Q白 了.、f U。工一Ud一聋(U讼一U 12) UOZ一u论+普(U论一u砂 u。一孕(un,一unl)一孕{1十攀}(ui,一uil)(3) 一。R3、一口‘一。“R3(‘’R,)、一’‘一’“- 若两输人信号只包含共模分量Ui。,即以1一以:一Ui。, 则由式(1)一(3)得U。,一U。:~Ui。,U。一o。可见,输 出信号U。完全不含共模分量,故图中电路具有较高的 共模YZ比。但是,由于Nl、NZ、N3所允许的Z高 共模电压以,一般只有几十伏(2。一30V),所以,酥, 和UiZ中的共模分量Z高只能有20一30v。又因Uj;和 以2接到Nl、NZ的同相输人端,故具有很高的输人阻 抗Z,,Z将比传感器的输出阻抗Z。大得多,符合对测 量放大器的要求。
1.晶体管必须偏置在放大区。发射结正偏,集电结反偏。
2.正确设置静态工作点,使整个波形处于放大区。
3.输入回路将变化的电压转化成变化的基极电流。
4.输出回路将变化的集电极电流转化成变化的集电极电压,经电容滤波只输出交流信号。
常见的放大电路
1.共发射极放大电路
图①(a)是共发射极放大电路。C1是输入电容,C2是输出电容,三极管VT就是起放大作用的器件,RB是基极偏置电阻,RC是集电极负载电阻。1、3 端是输入,2、3端是输出。3端是公共点,通常是接地的,也称“地”端。静态时的直流通路见图①(b),动态时交流通路见图①(c)。
电路的特点是电压放大倍数从十几到一百多,输出电压的相位拥输入电压是相反的,性能不够稳定,可用于一般场合。
2.分压式偏置共发射极放大电路
图②比图①多用3个元件。基极电压是由RBl和RB2分压取得的,所以称为分压偏置。发射极中增加电阻RE和电容CE,CE称交流旁路电容,对交流是短 路的,RE则有直流负反馈作用。所谓反馈是指把输出的变化通过某种方式送到输入端,作为输入的一部分。如果送回部分和原来的输入部分是相减的,就是负反 馈。
图中基极真正的输入电压是RB2上电压和RE上电压的差值,所以是负反馈。由于采取了上面两个措施,使电路工作稳定性能提高,是应用Z广的放大电路。
3.射极输出器
图③(a)是一个射极输出器。它的输出电压是从射极输出的。图③(b)是它的交流通路图,可以看到它是共集电极放大电路。
这个图中,晶体管真正的输入是Vl和V。的差值,所以这是一个交流负反馈很深的电路,由于很深的负反馈,这个电路的特点是:电压放大倍数小于1而接近 1,输出电压和输入电压同相输入阻抗高输出阻抗低,失真小,频带宽,工作稳定.它经常被用作放大器的输入级,输出级或作阻抗匹配之用。
4.低频放大器的耦合
一个放大器通常有好几级,级与级之间的就称为耦合。
放大器的级间耦合方式有三种:(一)RC耦合,见图④(a),优点是简单、成本低,但性能不是Z佳;(二)变压器耦合,见图④(b),优点是阻抗匹配好、输出功率和效率高,但变压器制作比较麻烦;(三)直接耦合,见图④(c),优点是频带宽,可作直流放大器使用,但前后级工作有牵制,稳定性差,设计制作较麻烦。
放大电路的发展
20世纪初,真空三极管的发明和电信号放大的实现,标志着电子学发展到一个新的阶段。20世纪40年代末晶体管的问世,特别是60年代集成电路的问世,加速了电子放大器以至电子系统小型化和微型化的进程。
现代使用Z广的是以晶体管(双极型晶体管或场效应晶体管)放大电路为基础的集成放大器。大功率放大以及高频、微波的低噪声放大,常用分立晶体管放大器。 高频和微波的大功率放大主要靠特殊类型的真空管,如功率三极管或四极管、磁控管、速调管、行波管以及正交场放大管等。 4000-737-786