信号放大电路测试电路.
测量微弱信号的放大电路设计要点与技巧
测量微弱信号的放大电路设计要点与技巧测量微弱信号是科研领域中常见的实验任务之一，而放大电路设计则是实现这一目标的关键。
在本文中，我将探讨一些测量微弱信号的放大电路设计要点和技巧，希望能为科研工作者提供有益的指导。
首先，了解信号的性质至关重要。
微弱信号通常在低频范围内，并且很容易受到环境干扰。
因此，在设计放大电路时，要考虑选择适当的频率带宽。
一般来说，带宽应该比信号频率的两倍高，这样能够有效地避免高频噪声的干扰。
其次，选择合适的放大器是成功设计放大电路的关键。
低噪声放大器是测量微弱信号的理想选择，因为它们能够增加信号的幅度同时减少噪声的干扰。
常见的低噪声放大器包括运算放大器和差动放大器。
运算放大器广泛应用于各种测量仪器中，而差动放大器则在抵抗共模噪声方面表现出色。
此外，合理设置放大器的增益也是非常重要的。
过高的增益可能会引入更多的噪声，因此需要在信号幅度和噪声干扰之间寻找一个平衡点。
经验表明，设置适当的增益可以确保信号得到放大，同时保持噪声干扰的最低程度。
在设计放大电路时，还需要注意地线的布局和连接。
地线是将电路与外界连接的重要通道，不良的地线布局可能导致干扰信号的引入。
因此，要确保地线布线短小粗直，尽量减少环路面积，以减少可能引入的噪声干扰。
此外，选择合适的滤波器也是测量微弱信号的成功关键之一。
滤波器能够消除信号中的杂散噪声，从而提高信噪比。
常见的滤波器类型包括低通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。
不同的信号频率需要不同类型的滤波器，因此在设计放大电路时要仔细选择合适的滤波器。
最后，校准和调整放大电路也是设计过程中的关键环节。
由于不同的器件走线、元件容差等原因，放大电路可能存在一些偏差。
因此，需要通过校准和调整来保证放大电路的准确性和稳定性。
校准过程中需要使用特定的校准仪器和设备，例如示波器和信号发生器。
综上所述，设计测量微弱信号的放大电路需要特别关注信号性质、放大器选择、增益设置、地线布局、滤波器选择和校准调整等方面。
运算放大电路实验报告
运算放大电路实验报告运算放大电路实验报告引言运算放大电路是电子工程领域中一种常见的电路，它广泛应用于信号放大、滤波、积分、微分等功能。
本实验旨在通过搭建运算放大电路并进行实际测试，探究其工作原理和特性。
实验目的1. 了解运算放大电路的基本原理和组成结构；2. 熟悉运算放大电路的实际搭建和调试方法；3. 掌握运算放大电路的特性参数测量方法。
实验器材1. 运算放大器（OP-AMP）；2. 电阻、电容等元件；3. 示波器、函数发生器等测试仪器。
实验步骤1. 搭建基本的非反馈运算放大电路。
将运算放大器的正、负输入端分别连接到电压源和接地，输出端接入负载电阻。
根据实验要求选择适当的电阻值，并使用示波器检测输出信号。
2. 测试运算放大器的放大倍数。
将输入信号接入运算放大器的正输入端，通过函数发生器输入不同频率和幅度的信号，并测量输出信号的幅度。
根据测量结果计算得到运算放大器的放大倍数。
3. 探究运算放大器的输入阻抗和输出阻抗。
使用电压源作为输入信号，通过改变输入电阻的值，测量输入电压和输出电压之间的关系。
同样地，通过改变负载电阻的值，测量输出电压和负载电阻之间的关系。
分析测量结果，得出运算放大器的输入阻抗和输出阻抗。
4. 实现运算放大器的反相放大功能。
在基本的非反馈运算放大电路的基础上，引入反馈电阻，并调整电阻的值，使得输出信号与输入信号呈反相关系。
通过示波器观察和测量输入信号和输出信号的波形，验证反相放大的功能。
实验结果与分析1. 在搭建基本的非反馈运算放大电路后，通过示波器观察到输出信号与输入信号具有相同的波形，且幅度有所放大。
这表明运算放大器实现了信号的放大功能。
2. 在测试运算放大器的放大倍数时，发现输出信号的幅度与输入信号的幅度成正比。
根据测量数据计算得到的放大倍数与理论值相符合，说明运算放大器具有较好的放大性能。
3. 通过测量输入电压和输出电压之间的关系，得到运算放大器的输入阻抗约为几十兆欧姆，说明输入电阻较高，不会对输入信号产生较大的负载效应。
共射极放大电路的典型应用电路案例
共射极放大电路的典型应用电路案例
共射极放大电路是一种常用的放大电路，常见的应用包括：
1. 音频放大器：共射极放大电路可以用于设计音频放大器，用于放大音频信号，如音乐、语音等。
该电路可以将低电平的音频信号放大为足够的功率，以驱动扬声器。
2. 射频放大器：共射极放大电路适用于射频（Radio Frequency）信号的放大。
在无线电通信系统中，射频放大器用于放大无线电信号，以增加其传输距离和覆盖范围。
3. 摄像头放大器：共射极放大器可用于摄像头中的图像信号放大。
图像信号是摄像头捕捉到的光线强度信号，需要经过放大以提供清晰的图像显示。
4. 传感器信号放大：许多传感器输出的信号较弱，需要通过共射极放大电路进行放大。
例如光敏电阻、温度传感器等传感器，其输出电压信号较小，需要进行放大以符合后续电路的输入要求。
5. 反馈电路中的放大器：共射极放大电路经常应用于反馈电路中，以提供反馈信号的放大和调节。
通过适当选择反馈电阻和输入信号的相位关系，可以实现电流、电压、功率等类型的反馈。
这些只是共射极放大电路的一些典型应用案例，实际上，共射
极放大电路在许多电子设备和电路中都能发挥重要的作用，在各种电子设备中都有着广泛的应用。
实验二 信号放大电路实验（测控电路实验指导书）
实验二 信号放大电路实验一、实验目的1、研究由集成运算放大器组成的基本放大电路的功能；2、了解运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题。
二、实验原理 集成运算放大器是一种具有电压放大倍数高的直接耦合多级放大电路。
当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时，可以灵活地实现各种特定的函数关系。
在线性应用方面，可以组成反相比例放大器，同相比例放大器，电压跟随器，同相交流放大器，自举组合电路，双运放高共模抑制比放大电路，三运放高共模抑制比放大电路等。
理想运算放大器的特性：在大多数情况下，将运放视为理想运放，就是将运放的各项技术指标理想化，满足下列条件（如表2-1所示）的运算放大器称为理想运放。
表2-1失调与漂移均为零等。
理想运放在线性应用时的两个重要特性：（1）输出电压O U 与输入电压之间满足关系式：)U U (U ud O -+-A = ，而O U 为有限值，因此，0U U ≈--+，即-+≈U U ，称为“虚短”。
（2）由于∞=i r ，故流进运放两个输入端的电流可视为零，即称为“虚断”。
这说明运放对其前级吸取电流极小。
以上两个特性是分析理想运放应用电路的基本原则，可简化运放电路的计算。
1、基本放大电路： 1）反向比例放大器电路如图2-1所示。
对理想运放，该电路的输出电压与输入电压之间的关系为：i 1FO U R R U -=，为了减少输入级偏置电流引起的运算误差，在同相输入端应接入平衡电阻F 12R //R R =图2-1 反向比例放大器 图2-2 同相比例放大器 2）同相比例放大器电路如图2-2所示。
对理想运放，该电路的输出电压与输入电压之间的关系为：i 1FO )U R R 1(U += ，其中F 12R //R R =。
当∞→1R 时，i O U U =，即得到如图2-3所示的电压跟随器。
3）电压跟随器电路如图2-3所示。
对理想运放，该电路的输出电压与输入电压之间的关系为：i O U U =，图中F 1R R =，用以减少漂移和起保护作用。
小信号放大电路图详解
小信号放大电路图详解小 信号放大一直是电子设计竞赛经久不衰的题目，也是工程师们设计电路时经常遇到的问题。
作者历经小信号放大的血泪史，介绍了小信号放大中的集成芯片放大电 路、滤波器电路和分立元件放大器，有详细的电路图讲解哦！其中LC无源滤波器的软件设计、仿真以及硬件制作流程也合适很多其他电路设计。
第一部分：集成芯片放大器电路图讲解不知有多少童鞋知道TI公司的LHM6624。
这个芯片对于作者来说那是福星一枚。
其主要技术指标如下：Single/Dual Ultra Low Noise Wideband Operational Amplifier（单/双电源低噪声宽带小信号放大器）；其增益带宽积在单电源供电时可达1.5GHz，双电源供电时可达1.3GHz；供电电压双电源 （± 2.5V to ± 6V）单电源（+5V to +12V）；摆率（Slew rate） 350V/μs增益为10dB(AV = 10)时摆率400V/μs；输入噪声0.92nV/；输入失调电压典型值700uV 。
应用电路图如下：其中双电源供电±5V，C12，C13作用是电源滤波，即稳压；输入阻抗为50W；输出信号峰峰值可至8V（最好不要超过3V，因为大信号会出现非线性放 大）。
这是一个典型的同相放大器，放大倍数计算公式为AV=R14/R12，图中参数放大倍数20倍，即26dB。
值得注意的一点是电阻R16的作用：调 节零漂~如果对低频放大没什么特别需要的话，此处电阻R13，R16以及C11都可省略，但是如果想要放大直流信号的话，此处调节电路就十分有必要了。
模拟放大电路的电源滤波处理是十分有必要的，目的是防止高频模拟信号影响污染整个电源系统。
图中C12，C13在pcb中的位置要尽量靠近IC的电源入 口。
另外也可选择把磁珠（要求严格时可用电感，要求不高时可用100W电阻）和两个电容组成p形滤波电路， 这样可以把电源中的噪音滤得干干净净~2：滤波器滤波器分为有源滤波器和无源滤波器两种，区别在于有没有外接电源。
放大电路射频电路
放大电路射频电路放大电路是电子设备中常见的一种电路，用于增大电信号的幅度，以便在传输、记录和处理信号时更加可靠。
射频电路则是放大电路中的一种特殊类型，专门用于处理射频信号。
本文将介绍放大电路中的射频电路及其应用。
一、射频电路简介射频（Radio Frequency）指的是频率范围在3kHz至300GHz之间的电磁波信号。
射频电路主要用于无线通信、无线电广播、雷达、卫星通信等领域。
射频电路的设计和调试相比其他电路更为复杂，需要考虑信号衰减、杂散抑制、频率选择、幅度控制等问题。
二、射频放大器射频放大器是射频电路中的重要组成部分，用于增加射频信号的幅度。
常见的射频放大器有共射放大器、共基放大器和共集放大器。
它们的工作原理略有不同，在特定的应用场景中应选择合适的放大器类型。
三、射频混频器射频混频器是射频电路中的另一种常见组件，用于将射频信号与其他信号进行混频，产生新的频率。
射频混频器一般由两个输入端和一个输出端组成，输入端分别是射频信号和本振信号，输出端则是混频后的信号。
四、射频滤波器射频滤波器是射频电路中用于实现频率选择的重要元件。
它可以选择性地通过或抑制某个特定频率范围内的信号。
射频滤波器可以采用主动滤波器或被动滤波器实现，常用的类型有带通滤波器、带阻滤波器和低通滤波器等。
五、射频放大电路的应用射频放大电路广泛应用于通信系统中，如手机、基站、无线局域网等。
它们用于接收、放大、传输和处理射频信号，确保信号的可靠传输和信息的准确处理。
此外，射频放大电路也被应用于雷达系统中，用于探测并跟踪目标。
六、射频电路的设计要点在设计射频电路时，需要考虑以下几个要点：1. 信号衰减问题：射频信号在传输过程中会受到衰减，设计时需要考虑如何最小化衰减，以确保信号的可靠性。
2. 杂散抑制：射频电路中常常会出现杂散信号，对信号质量造成干扰，设计时需要采取相应的抑制措施。
3. 频率选择：射频电路常需要选择特定的频率范围内的信号进行处理，设计时需要选择合适的滤波器和放大器。
运放测试电路
实验七集成运算放大器参数的测试一． 实验目的1．了解集成运算放大器的主要参数。
2．通过实验，掌握集成运算放大器主要参数的测试方法。
二． 预习要求1．复习集成运算放大器的技术指标，主要参数的定义及测试方法。
2．了解用示波器观察运算放大器传输特性的方法。
3．了解输入失调电压U IO和输入失调电流I IO产生的原因。
三．实验设备名称型号或规格数量示波器日立V—252 1直流稳压电源JWD—2 1 函数信号发生器 GFG－8020G（或8016G） 1晶体管毫伏表 DA—16 1万用表 YX—960TR或其它型号 1四．实验内容及测试方法反映集成运算放大器特性的参数主要有以下四大类：输入失调特性、开环特性、共模特性及输出瞬态特性。
1．集成运算放大器的传输特性及输出电压的动态范围的测试运算放大器输出电压的动态范围是指在不失真条件下所能达到的最大幅度。
为了测试方便，在一般情况下就用其输出电压的最大摆幅U op-p 当作运算放大器的最大动态范围。
输出电压动态范围的测试电路如图1(a）所示。
图中u i为100Hz正弦信号。
当接入负载R L后，逐渐加大输入信号u i的幅值，直至示波器上显示的输出电压波形为最大不失真波形为止，此时的输出电压的峰峰值U op-p就是运算放大器的最大摆幅。
若将u i输入到示波器的X轴，u o输入到示波器的Y轴，就可以利用示波器的X—Y显示，观察到运算放大器的传输特性，如图1 (b) 所示，并可测出U o p-p的大小。
（a）运算放大器输出电压动态范围的测试电路（b）运算放大器的传输特性曲线图1（图中：R1 = R2 = 1.2kΩ，R f= 20kΩ）U op-p与负载电阻R L有关，对于不同的R L，U op-p也不同。
根据表1，改变负载电阻R L的阻值，记下不同R L时的U op-p，并根据R L和U op-p，求出运算放大器输出电流的最大摆幅I op-p = U op-p /R L，填入表1中。
小信号放大和检波电路-概述说明以及解释
小信号放大和检波电路-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以如下编写：在电子工程学中，小信号放大和检波电路是两个非常重要的电路技术。
小信号放大电路被广泛应用于电子设备中，用于放大微弱的信号，使其能够被后续的电路部分处理。
而检波电路则用于将信号转换为可测量或可用于其他用途的形式。
小信号放大电路的作用在于将微弱的信号放大到可以进行后续处理的程度。
对于一些微弱的输入信号，如传感器输出、天线接收到的无线信号等，需要经过放大才能提供足够的幅度和信噪比。
小信号放大电路的基本原理是通过扩大信号的振幅，同时保持信号的形状不发生失真。
常见的小信号放大电路类型包括共射放大器、共基放大器、共集放大器等。
检波电路则用于将信号转换为可以进行测量或其他用途的形式。
在无线通信系统中，检波电路常用于将调制信号解调出来，恢复原始的基带信息。
在音频领域，检波电路常用于音频信号的放大、录制和播放等。
检波电路的基本原理是通过对输入信号进行非线性操作，将其转换为包络信号或直流成分。
常见的检波电路类型包括整流器、解调器和鉴频器等。
小信号放大和检波电路在各个领域都有广泛的应用。
在通信技术中，小信号放大电路在无线传输、射频电路和调制解调等方面起着重要作用。
检波电路则在无线通信、音频处理和数据采集等领域具有重要应用。
随着科技的不断进步和应用需求的不断增加，对小信号放大和检波电路的研究和应用也将不断深入，为各个领域的发展提供强有力的支持。
文章结构部分的内容应该包含有关整篇文章的结构和内容安排的说明。
可以参考以下内容撰写文章1.2的内容：1.2 文章结构本文主要讨论小信号放大和检波电路的原理、类型及其应用前景。
为了使读者更好地理解文章内容，本文按照以下结构组织：引言部分将首先对文章的主题进行概述，介绍小信号放大和检波电路的基本概念和作用。
然后，详细阐述本文的目的和意义，以引起读者的兴趣和阅读动力。
正文部分分为两个主要部分：小信号放大电路和检波电路。
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测控电路
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输入失调电压U0S
概念
集成运算放大器输出直流电压为零时，所加 的补偿电压，mV级参数（双极型：1－ 10mv；场效应管型：大一些）
多在前置放大器中产生误差，可消除。 设计时注意选用低U0S的运放和设计相应 调零电路。
测控电路
8
输入失调电流I0S
概念
当运算放大器输出直流电压为零时，两输入 端偏置电流的差值，即I0S＝IIB1－IIB2
5
测控电路
2. 信号放大电路
2.1 测量放大电路的主要误差源
采用负反馈构成闭环放大器可以扩大带宽和 线性范围。 最主要的误差因素是噪声与失调漂移。 固定的失调可以通过调整来解决。
§2.1.2 集成运放的主要直流参数
1、输入失调电压Uos 2、输入失调电流I0S 3、转换速率SR,最大不失真频率fmax 4、闭环放大倍数Kf 5、共模抑制比KCMR
运放的闭环放大倍数
K Kf 1 K
运放振荡产生的原因及消除方法
增加RC补偿网络
测控电路
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2. 信号放大电路
2.1 测量放大电路的主要误差源
噪声 噪声就是干扰有用信号的某种不希望的扰动。通常， 把外部来的称为干扰，把内部产生的称为噪声。 热噪声 由导体中的电荷载流子的热激振动引起的噪声
a U2 ( t ) k I f f 1 b
式中 k1 —— 与材料有关的常量，其量纲与a、b有关；
I —— 工作电流(A)；
a、b —— 由实验确定的常数，对各种半导体，b=0.8~1.5，a通常为1； f —— 工作频率(Hz)。
2. 信号放大电路
2.1 测量放大电路的主要误差源 散弹噪声 流过二极管、三极管位垒层的载流子不是连续 的，而是脉冲性质的，电流的方均值或方均根 值不为零 I sh 2qIDC B
测控电路
2. 信号放大电路
测量放大电路的主要误差源 高共模抑制比放大电路 低漂移放大电路 高输入阻抗放大电路 电桥放大电路
测控电路
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2. 信号放大电路
电荷放大电路
增益可控放大电路
隔离放大电路
测控电路
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4
2. 信号放大电路
2.1 运算放大器的误差及其补偿
2.1 运算放大器件的主要误差源（实际特性）
可以通过调零电路消除。 一般说来，运算放大器的偏置电流越大 ，其输入失调电流也越大。
测控电路
9
转换速率SR,最大不失真频率fmax
转换速率SR表示输出电压能够跟踪输入电压的能力
u SR t
当输出为正弦波
u U m sin t
SR f max 2U m
测控电路
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为使输出信号不失真
一、基本放大电路
反相放大电路
ui R2
同相放大电路
ui R3 +
∞
+ uo
∞
+ uo R1
R2 Kf R1
R1
- N R2
+ N R3
R2 Kf 1 R1
理想运算放大器的条件
开环电压放大倍数AVD→∞（虚短） 差模输入电阻RID →∞（虚断） 开环输出电阻RO →0 + 共模抑制比KCMRR →∞
2. 信号放大电路
信号放大电路是为了将微弱的传感器信号放大到足以进行各 种转换处理或驱动指示器、记录器以及各种控制机构。
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路称为测量放大电路。
测控电路
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要求：
阻抗匹配 有一定的放大倍数和稳定的增益 低噪声 低输入失调电压和失调电流及低温漂 足够的带宽和转换速率 高共模输入范围和高共模抑制比 可调的闭环增益 线性度好，精度高
共模抑制比KCMR
概念
运放工作于线性区域时，其差模电压增益 AVD与共模电压增益AVC之比，即
KCMR＝AVD/AVC
以分贝表示为KCMR＝20lg（AVD/AVC）
理想运放KCMR无穷大，实际KCMR为有限值 设计高精度放大器时应选用高KCMR的运 放
2. 信号放大电路
2.1 测量放大电路的主要误差源 减小漂移影响的主要措施 （1）采用低漂移放大电路； （2）合理设计偏臵电路； （R3= R1 // R2 ） R2 （3）采用信号调制解调。
U t (t ) 4kTRB
式中 k —— 玻耳兹曼常数，k =1.38×10-23J/K；
T —— 导体的绝对温度（K）； B —— 测量系统的噪声带宽(Hz)； R —— 导体阻抗的实部(Ω)。
测控电路
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2. 信号放大电路
2.1 测量放大电路的主要误差源
低频噪声 与晶体管表面的状态以及PN结的漏电流有关的噪声
式中 q —— 电子电荷，为1.59×10-19C； IDC —— 直流电流(A)； B —— 测量系统的噪声带宽 (Hz)。
2. 信号放大电路
2.1 测量放大电路的主要误差源
减小噪声影响的主要措施
（1）采用噪声小的器件； （2）采用信号调制解调与滤波，限制通频带； （3）采用屏蔽措施； （4）采用高共模抑制比电路。
ui R1
-
∞ + uo
+ N
R3
2. 信号放大电路
2.2 高共模抑制比放大电路
在许多情况下需要测量的参数是差值 形状误差、位臵误差、差压、温差 有许多参数表面上看不是差值，实际还是差值 在多数情况下外界干扰主要是共模干扰 在集成电路制造中，比较容易保证的是参数的一致 性
2. 信号放大电路
2.3 典型测量放大电路
-
2.2.1
R2 Av 1 R1
同相放大器
a.基本设计公式
ri ri (1 AF )
式中，ri为运放的开环输入阻 抗，A 为运放的开环增益，F 为电路的反馈系数，即
ro ' ro /(1 AF )
A>104; 双极型:ri>104Ω; 场效应:ri>108Ω;
R1 F＝ ＝ 1/ Ad R1＋R2
序号
1 2 3
-
∞ +
+ N
参数名称
差模增益 共模增益 输入阻抗
理想值
∞ 0 ∞
实际值
90～100dB以上 0dB以上 100kΩ～数兆欧
4
5 6 7 8 9
输出阻抗
带 宽 动态范围 输入失调电压 输入失调电流 噪 声
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
0
0～∞ 0～供电电压 0 0 0
10Ω～数百欧
0～10Hz（或0～10kHz） 有限部分 纳伏至毫伏 皮安至微安 纳伏至微伏 2017/10/8