电子电路分析与应用

第一讲 第一章 模拟信号处理 人们在进行电子产品设计过程中，经常需要掌握周围环境的情况，如生活中经常遇到的温度、湿度和压力测量等。在工业上则经常要测量距离、速度、流量、物位、成分及密度等参数，还可能需要对这些参数进行控制。在测量和控制的环节中，都要求精确地处理各种模拟信号。对信号的采集主要依赖各种传感器，对信号的处理和加工则主要依赖放大器。本章首先介绍了各种典型运算放大器的性能及应用，同时介绍一些在模拟信号处理过程中常用的基准源、滤波器和模拟开关等器件，并对常用的传感器及测量方法做了简要介绍。在本章的最后对模拟可编程器件作了简要介绍。 第一节 常用运算放大器 运算放大器是智能测控电子产品中不可缺少的基本电路。根据实际仪器设备的功能与要求的不同，对放大器的要求也不同，如增益的高低、失调的大小、频带的宽窄、输入阻抗的高低及供电范围的大小等等。而实际上，放大器的参数远不止这些，要选择合适的运算放大器，应该对它的主要指标有所了解。放大器的参数虽然有很多，但放大器类型的选择取决于最关键的指标。例如，如果为交流应用而选择一种高输入阻抗的放大器，那么它的失调电压及温漂指标可能就比偏置电流的重要性小得多，而它们与带宽相比就可能不算是主要的了；再如，要测量一个高源内阻的微弱直流信号，则失调电压及其温漂与输入阻抗是最重要的指标。 实际的运算放大器永远也达不到理想放大器的指标，因此对于不同的应用，人们设计出了很多种类的放大器芯片，我们可以根据实际需要来选择。本节将以具体芯片为例对一些常用种类的运算放大器做一些简单的介绍，有些放大器的具体应用情况比较复杂，请读者根据书中说明到产品生产商的网站上查阅相关应用资料。 一、运算放大器的主要参数 （1）电源电压范围，是指电源电压的极限值。运放电源电压实际取值可以有很大的不同，例如LM324 的电源电压范围为 32 V，有时人们选择较低的电压如5 V，在选择高电压时应留有充分的余地，如选 30 V 显得余地太小，选 24 V 时留有 8V 余地是较合适的。电源电压范围参数值大的运放，其实际电源电压容许选得高，这是测量较大信号（如0～10V）所需要的，另外电源电压高，则输入电压范围宽，有利于抗干扰。电源电压选用5V 时，可以和 TTL 电路共用一个电源，较方便。另外多数运放需要双电源工作，也有些运放只需单电源即可工作（如LM324、LM358、CA3140 等）。 （2）共模抑制比，运放的共模...