《毕业设计英文翻译稿.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计英文翻译稿.doc（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、章4电子章目标本章将会帮助你了解有源装置,它们如何使用仪器的应用程序,模拟和数字电路的区别。在这一章以下要点进行探讨。l 主动和被动的条款适用于电子元件。l 信号放大、增益调整,和反馈放大器。l 操作的功放。l 不同类型的放大器。l 它们之间的区别,数字和模拟电路。l 仪表放大器。l 介绍数字电路。l 模拟信号转化为数字信号。从测量或察觉到输出设备通常是转换为电子信号,以便他们能被传送到另一个遥控器控制加工和最终的致动器的控制或直接致动器的控制。因此,以及理解的操作和传感装置测量,就有必要了解电力及电子应用、控制电路、信号放大和传输的电信号。可以测量的数量就是模拟在自然界中,因此传感器信号通常
2、是模拟信号,但是有时候被转换直接成数字信号。在长距离传输的信息可以用模拟或数字信号。由于与更高的完整的数字信号相比,模拟信号,而事实上,处理器使用的是数字信号,这种形式的传输者优先考虑。自从两种形式的传输是常用,一个对这两门学科的认识有必要,信号形式,将会被讨论。4.1 介绍被动元件电阻、电容和电感进行了研究,在器件库2和3。本章涉及的活性成分,即设备,如双极性的或金属氧化物半导体(MOS)电晶体,它们是有源装置,可以放大信号。集体所有的这些装置都被称为电子产品。晶体管是制造半导体材料(硅或镓)称作chips或集成电路。几十双MOS晶体管或千分之一,也会使互联在一个芯片上,形成了一套完整的复杂
3、电路功能或系统之中。4.2 模拟电路电子电路的研究,那里的输入和输出被不断变化的、被誉为模拟电子产品。4.2.1 离散放大器晶体管能被用来制作离散功率放大器。图4.1显示电路的分立的双极(NPN型)和MOS(N频道)放大器放大交流(ac)信号。不同水平的直流输入和输出操作点,结合温度漂移,需要电容式隔离,以及各阶段的应用与直接电阻性的反馈。例如,如果有配置的离散设备供应、从9 V直流输入偏置水平大约要3 V,对对称的输出输出直流水平大约6 V。双极装置是一种电流增益放大器,它所带来的是：增益(b)=IC(集电极的改变量)/(基极的改变量) (4.1)一种MOS器件具有跨导(转移导纳)的输出电流
4、的变化为改变输入电压。给出了跨导：转移导纳() =IS (电流的改变量)/EG (基极电压的改变量) (4.2)和都和其他元件参数是可悲的,所以,得到温度会有所不同,运行点温度。例4.1：在图4.1b的MOS有转移导纳4.5mA/ V。如果负载电阻是5 k阶段中获得的日子,放大增益是什么?放大增益 = 5 k = 4.5mA/ V 5 k=22.5传感器信号通常是低层次的直流信号,这已经被放大后才能被传送到一个中央控制单元,或用来操作指标或执行机构。离散放大器是不适合传感器信号放大,因为他们的温度漂移和变异阶段中获得。4.2.2 运算放大器集成电路,就能使多个有源装置互连线在一个芯片上要做一个
5、运算放大器(运算放大器),比如LM741/107通用运算放大器。这些放大器电路是小的一个、两个或四个可以被封装在一个单一的塑料双重嵌入的包装(倾角)或类似的包装。4.2a(见图)。所有的离散装置在集成电路制造作为一个群体,给他们所有的人都相似的特点,并作为他们靠得太近,他们在相同的温度下。因此,对集成运算放大器可以被设计为克服大部分过程中所遇到的问题,在离散装置放大器。这是达到使用双装置来平衡彼此的特点,减少温度漂移,互补双直流操作水平重建。最终的结果是一个通用目的的放大器,具有高增益、低直流漂移,所以它既可以放大直流和交流(ac)信号。当输入信号在0 V,输出的电压是0 V,或在偏置空的调整
6、可以很容易被调整为0V。运算放大器需要很少的外部元件。直接反馈很容易申请,给稳定的输出增益特性和一个放大器可自动将直接进入下一个放大器的输入。运算放大器双重输入,其中一个是正面的,也就是说,输出与输入相;另一个是消极的输入,输出,即倒从输入,以便根据输入的不同使用,这些装置可以有一个反转或正转输出和可以放大微分传感信号或可以用来取消电子噪声,通常要求底层的传感器信号。运算放大器也可提供双输出,即,正面和负面的去输出是可得到的。运算放大器都可在这两个双极MOS技术。 典型规格的一个通用目的的集成运算放大器是:电压增益 200,000输出阻抗 75 双极性输入阻抗 2 M输入阻抗 1012MOS
7、进入电路设计放大器的特点：输入偏置电压 电压必须必须满足输入与输出驱动装置的电压为零。输入偏置电流 输入电流的输出电压必须降到 到零。输入偏置 电流平均的两输入电流来驱动输出电压要求为零。转换速率 上升的速度输出电压(V /s)当一个输出电压到输入。单位增益频宽 作为输入频率对放大器的增益带宽增加带宽减少。这是哪里的频率电压增益的统一。运算放大器的原理的代表。4.2b是如图。规范和工作特性对双运算放大器如LM 741/107和MOS一般放大和高性能放大运算器,可以发现,在半导体制造目录。许多放大器使用一个偏移量小信号放大时控制来设置直流输出放大器的到零,直流输入为零。在这个例子中LM 741/
8、107达到这个目标,通过连接电位计(47 k)之间的偏置零分,以刮水器的负电源的线条,如图4.3。在图4.4a放大器被组态成一个反向电压放大。电阻器R1和R2提供反馈,也就是说,一些输出信号反馈到输入。在放大运算器放大系数往往使他们中的一些不稳定,导致了直流漂移的运行点的温度。放大器反馈稳定的直流漂移,最小化,并开始的增益,以一个已知值。当一个电压输入信号馈入负面终端的运算放大器,就像在图4.4a,输出信号将被反转。在这种配置为高增益使放大器,电压增益阶段接近(合4.3)电压增益放大器的可调整的值不同R2或可以变换通过添加一个电位器串联R2。当输入信号输入电路的同相正极,这样的配置如图。4.4
9、b。在这种情况下的电压增益越接近(4.4)在这个配置中放大器增益的电阻比加1,以便获得不直接与电阻率变化。然而,这种配置是否给高输入阻抗(即放大器)和一个低输出阻抗。例4.2 如果在图4.4a电阻器R1 = 1200和电阻器R2=150 k、增益是多少？,以及什么是输出电压幅值,如果ac输入电压是3.5 mV ?例4.3 如果在图4.4a和b,R1 = 4.7 k 和 R2 = 120 k。如果一个直流电压为0.15 V并将其应用到每个放大器输入,输出电压是什么?在图4.4a。在图4.4b 这些电路如图4.4是为电压放大器。也可作为运算放大器电流放大器,电流电压电流和电压转换器,以及特定用途的
10、功率放大器。在图4.5a放大器被用作一种对数电流-电压转换器。当用作转炉、投入与产出之间的关系被称为传递函数的m(或比)。这些装置不也得到同样因为不同的输入和输出单元。在图4.5a这种传递率可以被表示为：例4.4 如果在图4.5a.输入电流是165A 和输出电压是 2.9 V。那么转换率和R1的阻值分别是什么?在图4.5b放大器被用作一种电压-电流的转换器。 在这种情况下,转换率被给出了：注意,在这种情况下,单位是在mhos(1 /欧姆的电阻),以及相关的方程例4.5 在图4.5b中R1 = R4 = 5 k和R2 = 100 k。如果放大器需要把输入的电压3 V转换到输出的电流20mA，那么
11、R3和R5的阻值是什么？上述的逆变器可用于直流以及ac放大、转换,唯一的区别是电容通常是应用于交流放大器各阶段之间,以防止任何礼物直流偏置水平影响偏或操作水平以下的运算放大器。直流运行点的ac放大器可以按设定输入阶段。高增益使直流放大器直接耦合和使用特殊的运算放大器有一个低漂移,温度的变化而变化。电压供应减少运算放大器是经过调整的,使输出的变化与电源电压变化。4.2.3 电流放大器 放大电流的设备,都被称为电流放大器。然而,在工业自动化仪表一个电压-电流转换器有时被称为一个电流放大器。图4.6a展示了一个基本电流放大器。给出的增益为：那么电阻器是相关的方程式是：4.2.4 差分放大器差动放大器
12、是一种双输入放大器,两个信号放大之间的差异,其输出是一种获得乘以的大小两种信号之间的差额。一个信号是美联储负输入点的运算放大器和其他信号反馈到积极的输入点的运算放大器。因此信号减去之前被放大。图4.6b展示了一个基本微分电压放大。给出的输出电压：信号也可以被减去或补充说:在前一个电阻网络放大。例4.6 如图4.7在直流放大器,输入1.3 mV的电压被用作为终端A,和输入-85mV用作终端B那么输出电压是什么？(假定放大器的输入为0 V)4.2.5 缓冲放大器一个阻抗匹配运算放大器被称为一个缓冲放大器。这种放大器反馈给统一电压增益、高输入阻抗,低输出阻抗(小于20),这样一个放大器。4.7b如图
13、。在此背景下阻抗是用来包括交流阻抗和直流电阻。电路有输入和输出阻抗。在一个电路中这样的影响可以被看出。4.8a图。电阻分压器的质量提供了一种输出电压8 V和输出阻抗 2.7 k(有效的这个阻抗是4 k并联8 k)。如果该分压器是装有一个电路的输入阻抗2 k、输出电压将下降从8点到3.43 V，那么缓冲放大器可以使用。4.8b如图的输入阻抗匹配电路的第二次电路的输出电压8 V,从而通过2 k的电阻。例4.7 在图4.8b 什么是缓冲放大器的输出电压?Assumethe缓冲放大器输入阻抗是2 M及其输出阻抗是15。2 M电阻并联8 k电阻的有效阻值是7.97k由此我们得到这个缓冲区。降低了输出电压
14、加载电阻分压器的由0.01 V,约为0.125百分点。输出阻抗是有效的缓冲串联在2-k负荷,使输出电压Eout所带来的因此,总负载效应是减少0.07 V在8 V中,或大约0.9%相对于57.5%与直接加载。这个错误可能是完全纠正如果放大器的体重增加了1.01。4.2.6 非线性功放许多传感器有呈对数和非线性传输特性等设备请求信号线性化。这可以执行调用放大器和非线性特征。这些都是实现了利用非线性元素如二极管或电晶体在反馈回路。数字显示两个例子4.9非线性放大器使用二极体在反馈回路。在(a)放大器被组态成一个对数放大器和(b)放大器被组态成一个补偿放大器。组合的电阻和非线性的元素可以选择匹配的特点
15、,对多传感器线性化,从传感器的输出。4.2.7 仪表放大器由于在仪器仪表的精度要求非常高,运算放大器电路如图4.4不是。适合于低层次的仪表信号放大。可以有不同的输入阻抗放大器的两个输入,输入阻抗相对较低,且往往可以加载到传感器输出,可以有不同的收益和同相反向输入,和普通噪音可能是个问题。运算放大器配置为使用作为一个仪表放大器被显示在图4.10。该放大器具有平衡输入以非常高输入阻抗和良好的共太降噪。输入被设置为RA。给出的输出电压图4.11显示一个实际的电路使用的仪表放大器放大输出信号从一个电阻式桥,R6是用来调整对任何零信号抵消。4.2.8 放大在过程控制中,放大器被使用在许多应用场合比其他信号放大、滤波、线性化。其中的一些应用程序如下:电容乘数回转器正弦波振荡器供电监管者
