运算放大器输入端接限幅二极管
运算放大器的参数选择
运算放大器的参数指标1. 开环电压增益Avd开环电压增益（差模增益）为运算放大器处于开环状态下，对小于200Hz的交流输入信号的放大倍数，即输出电压与输入差模电压之比。
它一般为104~106，因此它在电路分析时可以认为无穷大。
2. 闭环增益AF闭环增益是运算放大器闭环应用时的电压放大倍数，其大小与放大电路的形式有关，与放大器本身的参数几乎无关，只取决于输入电组和反馈电阻值的大小。
反相比例放大器，其增益为AF=－3. 共模增益Avc和共模抑制比当两个输入端同时加上频率小于200Hz的电压信号Vic时，在理想情况下，其输出电压应为零。
但由于实际上内部电路失配而输出电压不为零。
此时输出电压和输入电压之比成为共模增益Avc。
共模抑制比Kcmr=，通常以对数关系表示：Kcmr=20log共模抑制比一般在80~120Db范围内，它是衡量放大器对共模信号抑制能力高低的重要指标。
这不仅是因为许多应用电路中要求抑制输入信号中夹带的共模干扰，而且因为信号从同相端输入时，其两个输入端将出现较大的共模信号而产生较大的运算误差。
4. 输入失调电压在常温（25℃）下当输入电压为零时，其输出电压不为零。
此时将其折算到输入端的电压称为输入失调电压。
它一般为±（0.2~15）mV。
这就是说，要使放大器输出电压为零，就必须在输入端加上能抵消Vio的差值输入电压。
5. 输入偏置电流在常温（25℃）下输入信号为零（两个输入端均接地）时，两个输入端的基极偏置电流的平均值称为输入偏置电流，即IIB=( IIB -＋ IIB+)它一般在10nA~1uA的范围内，随温度的升高而下降，是反映放大器动态输入电阻大小的重要参数。
6. 输入失调电流IIO输入失调电流可表示为IIO=︱IIB -－IIB+∣在双极晶体管输入级运算放大器中，IIO约为（0.2~0.1）IIB -或（0.2~0.1）IIB+。
当IIO流过信号源内阻时，产生输入失调电压。
网上收集整理的双稳态电路
电源接通时，一个三极管始终保持截止状态不变，另一个三极管始终保持饱和状态不变。
当有外来信号触发时，原来截止的变为饱和状态，原来饱和的变为截止状态。
但经过一段时间，两个三极管又恢复到原来的状态不变，这种电路只有一种稳定的状态，叫做单稳态电路，如图1-4-4所示。
三极管单稳态电路的用途也很广，如延时电路等。
在电子电路中。
其双稳态电路的特点是：它有两个稳定状态，在没有外来触发信号的作用下。
电路始终处于原来的稳定状态。
由于它具有两个稳定状态，故称为双稳态电路。
在外加输入触发信号作用下，双稳态电路从一个稳定状态翻转到另一个稳定状态。
双稳态电路在自动化控制中有着广泛的应用。
图1 是用分立元件构成双稳态电路的基本形式，图2 是电路中各点电压波形。
晶体管P NP 型V1 、V2 是二个反相器。
交叉耦合构成双稳态电路，每个反相器的输出端通过电阻分别耦合到另一个反相器的输入端。
由于反相器的输入和输出信号是反相的，很容易形成二个稳定状态：V1 截止V2 导通。
这是一个稳定状态；反之，V1 导通，V2 截止，这又是一个稳定状态；Rc1 、Rc2 是V1 、V2 的负载电阻，Rk 、Rk2 是二个晶体管级间耦合电阻。
为了保证晶体管快速截止，用RB1 、RB2 及电源EB 为各个晶体管的基极提供反偏置。
两管集电极的A 点和 B 点是两个输出端，这种电路一般是对称的，即Rc1=Rc 2,RB2=RB2 ，两管参数亦应相同。
图3 是用集成电路与非门构成的双稳态电路( 又称R-S 触发器) 。
它是由与非门1 、门 2 交叉耦合组成。
它有两个稳定状态：一个是门1 导通、门 2 截止，输出端Q=0 ，ō =1 ；另一个稳定状态是门1 截止、门2 导通，输出端Q=1 ，ō =0 。
如果不考虑输入触发信号的作用，当门1 导通，门2 截止时，Q 端的低电平反馈到门2 的输入端，保证门2 的截止，同时ō端的高电平又反馈到门1 的输入端，保证门1 的导通，因而这一稳定状态得以保持住；同理，门1 截止，门 2 导通，亦能保持住这一稳定状态。
实验一二极管电路及常用
VE、VB、VC，然后由下列公式计算出静态工作点的各个参数 ：
VBE VB VE
IC
VCC VC RC
IB
IC
VCE VC VE
调节偏置电阻Rw可以改变静态工作点。
3．放大器动态性能指标 放大器动态性能指标包括电压放大倍数、输入电阻、
输出电阻、最大不失真输出电压等参数。 （1）电压放大倍数 电压放大倍数是指输出电压和输入电压之比，即
出正弦波的f=1kHz，有效值 Vi=20mV，测量 Vs 、Vi
及电路空载输出电压Vo1 和负载输出电压Vo2 ，并计 算 Av 、Avs 、Ri 、Ro ，填入表1-2-2中。用双踪示波
器观察输入、输出波形，分析它们的相位关系。
表1-2-2 动态参数数据表
Vs
(mV)
测量值
计算值
Vi
Vo1
(mV) (RL=)
2．掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输 出电阻及最大不失真输出电压的测试方法。
3．熟悉常用电子仪器的使用。
实验设备与器件
1．直流稳压电源 2．函数信号发生器 3．双踪示波器 4．万用表 5．共射极放大电路模块
1．实验电路
实验原理
图1-2-1 共射极放大电路
2．静态工作点
在图1-2-1电路中，当流过偏置电阻Rb1和Rb2的电流远大 于晶体管的基极电流IB时（一般5～10倍），则它的静态工作点 可用下式估算：
频特性曲线上设 Avm为中频电压放大倍数，通常规定电压放
大下倍限数频随率频fL率和变上化限下频降率到f0H.7，07通A频vm带时为所B对W应的fH频率f分L 别。为
实验内容
1．静态工作点的调整和测量
实验电路如图1-2-1所示，
实验一小信号调谐放大电路一、实验...
实验一小信号调谐放大电路一、实验目的1．熟悉THKGP高频电子线路综合实验箱、示波器、扫频仪、频率计、高频信号发生器、低频信号发生器、万用表的使用；2．了解谐振回路的幅频特性分析——通频带与选择性。
3．了解信号源内阻及负载对谐振回路的影响，并掌握频带的展宽。
二、预习要求实验前，预习第一章：基础知识；第二章：高频小信号放大电路；三、实验原理与参考电路高频小信号放大器电路是构成无线电设备的主要电路，它的作用是放大信道中的高频小信号。
为使放大信号不失真，放大器必须工作在线性范围内，例如无线电接收机中的高放电路，都是典型的高频窄带小信号放大电路。
窄带放大电路中,被放大信号的频带宽度小于或远小于它的中心频率。
如在调幅接收机的中放电路中，带宽为9KHz，中心频率为465KHz，相对带宽Δf/f0约为百分之几。
因此，高频小信号放大电路的基本类型是选频放大电路，选频放大电路以选频器作为线性放大器的负载，或作为放大器与负载之间的匹配器。
它主要由放大器与选频回路两部分构成。
用于放大的有源器件可以是半导体三极管，也可以是场效应管，电子管或者是集成运算放大器。
用于调谐的选频器件可以是LC谐振回路，也可以是晶体滤波器，陶瓷滤波器，LC集中滤波器，声表面波滤波器等。
本实验用三极管作为放大器件，LC 谐振回路作为选频器。
在分析时，主要用如下参数衡量电路的技术指标：中心频率、增益、噪声系数、灵敏度、通频带与选择性。
单调谐放大电路一般采用LC回路作为选频器的放大电路，它只有一个LC回路，调谐在一个频率上，并通过变压器耦合输出，图1-1为该电路原理图。
CEcf0.7071u中心频率为f0 带宽为Δf=f2-f1图1-1、单调谐放大电路四、实验内容首先在实验箱上找到本次实验所用到的单元电路，然后接通实验箱电源，并按下+12V总电源开关K1，以及本实验单元电源开关K1100。
1．单调谐放大器增益和带宽的测试。
把K1101和K1102的1和2短接，把扫频仪的输出探头接到电路的输入端（TP 1101），扫频仪的检波探头接到电路的输出端（TP1102），然后在放大器的射极和调谐回路中分别接入不同阻值的电阻，分别测量单调谐放大器的中心频率、增益和带宽，记录并完成表1-1。
常用运算放大器16个基本运算电路
5. 微分运算电路
微分运算电路如图 5 所示，
XFG1
R2 15kΩ
C2
22nF
V3
R1
C1
4
12 V
2
1kΩ
22nF
U1A
1
3
T L082CD
8
V2 12 V
XSC1
A +_
B +_
Ext Trig +
_
图5
电路的输出电压为 uo 为：
uo = −R2C1 dui dt
式中， R2C1 为微分电路的时间常数。若选用集成运放的最大输出电压为UOM ,
式中，Auf = 1+ RF / R1 为同相比例放大电路的电压增益。同样要求 Auf 必须小于 3， 电路才能稳定工作，当 f = fo 时，带通滤波器具有最大电压增益 Auo ，其值为：
Auo = Auf / (3 − Auf )
10. 二阶带阻滤波电路
二阶带阻滤波电路如图 10 所示，
C1
1nF R1
_
图 15 全波整流电路是一种对交流整流的电路，能够把交流转换成单一方向电 流，最少由两个整流器合并而成，一个负责正方向，一个负责负方向，最典 型的全波整流电路是由四个二极管组成的整流桥，一般用于电源的整流。 全波整流输出电压的直流成分（较半波）增大，脉动程度减小，但变压器需 要中心抽头、制造麻烦，整流二极管需承受的反向电压高，故一般适用于要 求输出电压不太高的场合。
R1 10kΩ
4 2
12 V
U1A 1
3
8 TL082CD
R3 9kΩ
V2 12 V
D2 1N4148
XSC1
A +_
过零比较器
一、过零比较器过零比较器，顾名思义，其阈值电压U T=0V。
电路如图(a)所示，集成运放工作在开环状态，其输出电压为+U OM或-U OM。
当输入电压u I<0V时，U O=+U OM；当输入电压u I>0V 时，U O=-U OM。
因此，电压传输特性如图(b)所示。
为了限制集成运放的差模输入电压，保护其输入级，可加二极管限幅电路，如右图所示。
★两只稳压管稳压值不同在实用电路中为了满足负载的需要，常在集成运放的输出端加稳压管限幅电路，从而获得合适的U OH和U OL，如图（725）(a)所示。
图中R为限流电阻，两只稳压管的稳定电压均应小于集成运放的最大输出电压U OM。
设稳压管D Z1的稳定电压为U Z1，稳压管D Z2的稳定电压为U Z2，U Z1和U Z2的正向导通电压均为U D。
当u I<0时，由于集成运放的输出电压u/O=+U OM，D Z1使工作在稳压状态，D Z2工作在正向导通状态，所以输出电压u O=U OH=（U Z1+U D）当u I>0时，由于集成运放的输出电压u/O=-U OM，D Z2使工作在稳压状态，D Z1工作在正向导通状态，所以输出电压u O=U OL=-（U Z2+U D）★两只稳压管稳压值相同若要求，U Z1=U Z2则可以采用两只特性相同而又制作在一起的稳压管，其符号如图(b)所示，稳定电压标为±U Z。
当u I<0时，u O=U OH=U Z；当u I>0时，u O=U OL=-U Z。
★稳压管接在反馈通路中限幅电路的稳压管还可跨接在集成运放的输出端和反相输入端之间，成运放必然工作在开环状态，输出电压不是+U OM，就是-U OM。
这样，必将导致稳压管击穿而工作在稳压状态，D Z构成负反馈通路，使反相输入端为“虚地”，限流电阻上的电流i R等于稳压管的电流i Z，输出电压u O=±U Z。
电路优点：◆由于集成运放的净输入电压和净输入电流均近似为零，从而保护了输入级；◆由于集成运放并没有工作到非线性区，因而在输入电压过零时，其内部的晶体管不需要从截止区逐渐进入饱和区，或从饱和区逐渐进入截止区，所以提高了输出电压的变化速度。
(完整版)测控电路课后习题答案
第一章绪论1- 1 测控电路在整个测控系统中起着什么样的作用？传感器的输出信号一般很微弱，还可能伴随着各种噪声，需要用测控电路将它放大，剔除噪声、选取有用信号，按照测量与控制功能的要求，进行所需演算、处理与变换，输出能控制执行机构动作的信号。
在整个测控系统中，电路是最灵活的部分，它具有便于放大、便于转换、便于传输、便于适应各种使用要求的特点。
测控电路在整个测控系统中起着十分关键的作用，测控系统、乃至整个机器和生产系统的性能在很大程度是取决于测控电路。
1- 2 影响测控电路精度的主要因素有哪些，而其中哪几个因素又是最基本的，需要特别注意？影响测控电路精度的主要因素有：（1）噪声与干扰；（2）失调与漂移，主要是温漂；（3）线性度与保真度；（4 ）输入与输出阻抗的影响。
其中噪声与干扰，失调与漂移（含温漂）是最主要的，需要特别注意。
1- 3 为什么说测控电路是测控系统中最灵活的环节，它体现在哪些方面？为了适应在各种情况下测量与控制的需要，要求测控系统具有选取所需的信号、灵活地进行各种变换和对信号进行各种处理与运算的能力，这些工作通常由测控电路完成。
它包括：（1）模数转换与数模转换；（2）直流与交流、电压与电流信号之间的转换。
幅值、相位、频率与脉宽信号等之间的转换；（3）量程的变换；（4）选取所需的信号的能力，信号与噪声的分离，不同频率信号的分离等；（5）对信号进行处理与运算，如求平均值、差值、峰值、绝对值，求导数、积分等、非线性环节的线性化处理、逻辑判断等。
1- 4 测量电路的输入信号类型对其电路组成有何影响？试述模拟式测量电路与增量码数字式测量电路的基本组成及各组成部分的作用。
随着传感器类型的不同，输入信号的类型也随之而异。
主要可分为模拟式信号与数字式信号。
随着输入信号的不同，测量电路的组成也不同。
图X1-1 是模拟式测量电路的基本组成。
传感器包括它的基本转换电路，如电桥，传感器的输出已是电量（电压或电流）。
第三章差动放大器
平衡电阻： R2 = R1 // R f
Rf Auf 1 R1
特点： 1. 为深度电压串联负反馈， Auf = 1 + Rf /R1 2. uP = uN ，“虚短”仍成立，但 “虚地”不成立
特殊地：
当 R1 = ，Rf = 0 时， Auf = 1
跟随器
同相器
§3-4
集成运算放大器的应用电路
ui2 = 0
ui1 使：
uo1
Rf ui1 R1
ui1 = 0
（ ui2 使： u o 2 1
R R
f
f
）（
1
R2
R
3
R
） i2 u
3
则： 减法运算电路 平衡电阻： R1//Rf=R2//R3
u
o
u o1 u o2 (1
R R
)(
R R
2
3
1
R
) ui 2
3
单门限电压比较器可实现波形的变换
ui
单门限电压比较器
0 t
把正弦波变为矩形波 单门限电压比较器的特点： 电路结构简单、灵敏度高，但是抗干扰能力差
2、双门限电压比较器
输出电压uo经Rf和R1分压加到同相输入端，为 电路引入了正反馈 集成运放工作在非线性区。
当uo=+Uom时，门限电压用UP1表示
U
共模抑制比CMRR
开环差模电压放大倍数
Auo
开环差模电压放大倍数简称“开环增益”，开环 状态下，输出电压Uo与输入差模电压（Ui1-Ui2）之比， 即Auo=Uo/（Ui1-Ui2）。Auo越大，器件的性能越稳定， 其运算精度也就越高。
输入失调电压Uio
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运算放大器输入端接限幅二极管
运算放大器是一种重要的电子元件，它可以将输入信号放大到更高的电平，从而实现信号处理和控制。
在实际应用中，运算放大器常常需要与其他元件配合使用，以实现更复杂的功能。
其中，限幅二极管是一种常用的配合元件，它可以在输入信号超过一定范围时将其限制在一个固定的电平上，从而保护运算放大器和其他电子元件不受损坏。
限幅二极管是一种特殊的二极管，它具有正向导通和反向截止的特性。
当输入信号超过限定的电压范围时，限幅二极管会将其限制在一个固定的电平上，从而避免信号过载和损坏。
在运算放大器中，限幅二极管通常被放置在输入端，以保护运算放大器不受过载和损坏。
限幅二极管的工作原理是基于其正向导通和反向截止的特性。
当输入信号超过限定的电压范围时，限幅二极管会进入正向导通状态，将信号限制在一个固定的电平上。
当输入信号低于限定的电压范围时，限幅二极管会进入反向截止状态，不会对信号产生影响。
通过这种方式，限幅二极管可以有效地保护运算放大器和其他电子元件不受过载和损坏。
在实际应用中，限幅二极管的选择和使用非常重要。
首先，需要根据输入信号的特性和要求选择合适的限幅二极管。
其次，需要注意限幅二极管的极性和连接方式，以确保其正常工作。
最后，需要进
行充分的测试和验证，以确保限幅二极管的性能和可靠性。
限幅二极管是一种常用的配合元件，可以有效地保护运算放大器和其他电子元件不受过载和损坏。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的限幅二极管，并进行充分的测试和验证，以确保其正常工作。