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電子學 第八版 Floyd

電子學 第八版 Floyd. 第十四章. 摘要. 儀表放大器. 儀表放大器 (IA) 放大其端點間的電壓差。 它最適合放大疊加在大共模電壓上的小差動訊號。. 增益由一個單一的電阻來決定。此電阻值由使用者提供。. 輸出電壓是閉環路增益 ( 由 R G 設定 ) 乘以輸入的電壓差。. 摘要. 儀表放大器. 一個以三個運算放大器設計出來的 IA 為 AD622 。選擇 R G 的公式是：. 例題：. 什麼 R G 值會使增益為 35?. 解答：. = 1.5 k W. 摘要. 儀表放大器.

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Presentation Transcript

  1. 電子學 第八版 Floyd 第十四章

  2. 摘要 儀表放大器 儀表放大器(IA)放大其端點間的電壓差。 它最適合放大疊加在大共模電壓上的小差動訊號。 增益由一個單一的電阻來決定。此電阻值由使用者提供。 輸出電壓是閉環路增益(由RG 設定) 乘以輸入的電壓差。

  3. 摘要 儀表放大器 一個以三個運算放大器設計出來的 IA 為 AD622。選擇 RG的公式是： 例題： 什麼 RG值會使增益為 35? 解答： =1.5 kW

  4. 摘要 儀表放大器 任何 IA (或者是運算放大器的)的頻寬在較高的增益下總是比較小。下圖顯示 AD622 在各種不同的增益下的頻寬。 問題： 增益為 35 時頻寬 為何? 解答： 如圖所示，頻寬 大約是200 kHz。

  5. 摘要 儀表放大器 一些 IA 提供了防護來減少雜訊的影響。在屏蔽上加了共模訊號，雜散電容的影響就有效地消除了。 防護在小訊號傳送放大的應用上，如轉換器介面以及麥克風前置放大器，非常地有用。

  6. 摘要 儀表放大器 AD522 是一個低雜訊的 IA，它有一個數據防護 的輸出連接到屏蔽，如圖所示。倚靠 RG 的變化，AD522 有一個從 1 到 1000 可程式的增益。頻率響應下降率為-20 dB/decade。 AD522 的頻率響應

  7. 摘要 隔離放大器 隔離放大器是為了在輸入以及輸出中間提供一個電氣隔離而設計的。這對危險的應用情況提供了保護。 一個典型的隔離放大器，使用一個高頻已調變的載波頻率來使一個低頻訊號通過隔離障礙。

  8. 輸出波形 摘要 隔離放大器 ISO124 是一個電容耦合的隔離放大器，它使用脈衝頻寬調變來發送數據越過隔離障礙。 ISO124 有固定的單位增益並有 1500 Vrms的隔離能力等級。其頻率響應定在 50 kHz，但是因脈衝頻寬調變產生的高頻漣波或許會在較高的輸出頻率上看到。

  9. 摘要 隔離放大器 3656KG 是一個變壓器耦合的隔離放大器，它使用脈衝頻寬調變來發送數據越過隔離障礙。 3656KG 可以同時有輸入及輸出增益級。3656KG 適用於病患監聽應用，譬如 ECG 放大器。製造商的規格表，會顯示較詳盡的各種應用1的連接圖。 1參閱： http：//focus.ti.com/lit/ds/symlink/3656.pdf

  10. 摘要 運算互導放大器 運算互導放大器(OTA)是一種電壓對電流的放大器。在 FET 的例子中，互導等於輸出電流除以輸入電壓。 因此， 在這個電路中，增益是由VBIAS來控制的。 正如 FET，一個放大器增益是由 以下的式子來表示gm： 和 FET 不一樣的地方，OTA 有一個 gm可以藉由偏壓電流來「規劃」。因此增益可以藉由改變一個直流電壓來做電子式的改變。

  11. 摘要 運算互導放大器 OTA 在傳統的運算放大器電路上加了一個控制測量。OTA 的應用包括電壓控制、低通或高通濾波器、電壓控制波形產生器，以及放大器、調變器、比較器、及史密特觸發器等。 從教課書中的這個例子，一個振幅調變器如圖所示。 Vout

  12. 摘要 對數放大器 二極體有個特性：跨在二極體上電壓與流經二極體的電流對數成正比。以一個實際的二極體，用線性以及對數的數據圖做一個比較：

  13. 摘要 對數放大器 當一個二極體被放在一個反相運算放大器的回授路徑時，其輸出的電壓與輸入電壓的對數成正比。增益會隨輸入電壓的增加而減少 ; 因此這個放大器會壓縮訊號。 許多感測器，特別是光感測器，有個非常大的動態範圍輸出。光二極體的電流範圍可以超過 5 個十進位。對數放大器能將小電流放大得比大電流更有效地壓縮資料，以備做進一步的處理。

  14. 摘要 對數放大器 如電路所示，Vout的公式是 (IR在給定的二極體是一固定數。) 例題： 求 Vout? (假設 IR = 50 nA。) 解答： = -307 mV

  15. 摘要 對數放大器 當一個 BJT 被使用在回授路徑，輸出不是以虛接地而是以基極接地做參考點。這樣就消除了補償及偏壓電流的誤差。對 BJT 而言，在Vout等式中， 以 IEBO取代IR： 對數放大器已有 IC 的封裝，而且較這裡顯示的基本對數放大器有更好的性能。舉例來說，MAX4206 工作範圍超過 5 個十進位，也可以測量從 10 nA 到 1 mA 的電流量。

  16. 摘要 反對數放大器 一個反對數放大器產生的輸出與輸入值的次方成正比。實際上，它是對數放大器的相反。基本 BJT 反對數放大器 Vout的等式是： 反對數放大器也有 IC 的封裝。舉例來說，Datel LA-8048 是一個對數放大器，而 Datel LA-8049則是它相應的反對數放大器。這些 IC 設計在六個十進位的範圍內。

  17. 摘要 其它運算放大器電路 定電流源 電流對電壓轉換器 電壓對電流轉換器 峰值檢測器

  18. 選擇重要詞彙 儀表放大器(Instrumentation amplifier) 隔離放大器(Isolation amplifier) 運算互導放大器(Operational transconductance amplifier) 互導 (Transconductance) 一種放大器，用來放大疊加在大的共模電壓上小的訊號。 一種有電氣隔離內部級的放大器。 一種電壓對電流的放大器。 電子元件中，輸出電流對輸入電壓的比值。

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