1、lm324 lm324系列器件為價(jià)格便宜的帶有差動(dòng)輸 入的四運(yùn)算放大器。 封裝：雙列直插和貼面 features internally frequency-compensated for unity gain large dc voltage gain: 100db wide bandwidth (unity gain): 1mhz (temperature-compensated) wide power supply range single supply: 3vdc to 30vdc or dualsupplies: 1.5vdc to 15vdc very low supply curr

2、ent drain: essentially independent of supply voltage (1mw/op amp at +5vdc) low input biasing current: 45nadc (temperature-ompensated) low input offset voltage: 2mvdc and offset current: 5nadc differential input voltage range equal to the power supply voltage large output voltage: 0vdc to vcc-1.5vdc

3、swing 細(xì)節(jié)描述 典型電路典型電路 1、反相交流放大、反相交流放大 該電路可用于擴(kuò)音機(jī)前 置放大，無需調(diào)零。 c1 消振 輸入電阻 ri 2、同相交流放大、同相交流放大 輸入電阻 r3 r4的阻值：幾千歐幾十千歐 特點(diǎn)：輸入阻抗高 3、交流信號(hào)分配放大、交流信號(hào)分配放大 4、測(cè)溫電路、測(cè)溫電路 硅晶體管發(fā)射結(jié)的溫度 系數(shù)-2.5mv/ 5、濾波器、濾波器 6、比較器、比較器 op07 op07的功能介紹：的功能介紹： op07芯片是一種低噪聲，非斬波穩(wěn)零的雙極性運(yùn)算 放大器集成電路。由于op07具有非常低的輸入失調(diào)電壓 （對(duì)于op07a最大為25v），所以op07在很多應(yīng)用場(chǎng) 合不需要額外

4、的調(diào)零措施。op07同時(shí)具有輸入偏置電流 低（op07a為2na）和開環(huán)增益高（對(duì)于op07a為 300v/mv）的特點(diǎn)，這種低失調(diào)、高開環(huán)增益的特性使 得op07特別適用于高增益的測(cè)量設(shè)備和放大傳感器的微 弱信號(hào)等方面。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：超低偏移： 150v最大 。 低輸入偏置電流： 1.8na 。 低失調(diào)電壓漂移： 0.5v/ 。 超穩(wěn)定，時(shí)間： 2v/month最大 高電源電壓范圍： 3v至22v 詳細(xì)資料和典型應(yīng)用電路 應(yīng)用：應(yīng)用： ad581是一款三引腳、溫度補(bǔ)償式單芯片帶隙基準(zhǔn)電壓源，可以利 用12 v至30 v的未調(diào)節(jié)輸入電平提供精密的 10.00 v輸出。 tl084詳細(xì)資料 lm

5、311詳細(xì)資料 lm311是電壓比較器，可用作模擬電路和數(shù)字電路的接口，還可以用作波形產(chǎn) 生和變換電路等。利用lm311可將正弦波變?yōu)橥l率的方波或矩形波。 典型應(yīng)用典型應(yīng)用 電平變換 過零檢測(cè) lm331可用作精密頻率電 壓轉(zhuǎn)換器、a/ d 轉(zhuǎn)換器、 線性頻率調(diào)制解調(diào)、長(zhǎng)時(shí)間 積分器及其他相關(guān)器件。 lm331 采用了新的溫度補(bǔ) 償能隙基準(zhǔn)電路, 在整個(gè)工 作溫度范圍內(nèi)和低到 4.0v 電源電壓下都有極高的精度。 lm331的動(dòng)態(tài)范圍寬, 可達(dá) 100db ,線性度好, 最大非線 性失真小于 0.01% ,工作頻 率低到0.1hz時(shí)尚有較好的 線性;變換精度高,數(shù)字分辨 率可達(dá)12位; 外接

6、電路簡(jiǎn)單, 只需接入幾個(gè)外部元件就可 方便構(gòu)成 v/f或 f/v 等變換 電路, 并且容易保證轉(zhuǎn)換 精。 三態(tài)電壓比較器： 窗口電壓比較器： f/v變換 電路組成 lm393詳細(xì)資料 鎳鎘電池充電器( lm393 )電路圖 測(cè)量放大電路 要求：低噪聲、高增益、高共模抑制比、高輸入阻抗 差動(dòng)放大電路 缺點(diǎn)：1、同相端與反相端 輸入阻抗不同， r+=r1+rf；r-=r1 2、共模抑制特性差 3、輸入阻抗低 高輸入阻抗電路 輸入端加電壓 跟隨器 ri=ri(1+af) 高共模抑制電路 r1 r1 + a3 r2 r2 uo + uo2 + + a1 + a2 r r rw ui1 ui2 uo1

7、a b + ui 寬帶放大器 放大器級(jí)聯(lián)可獲得高帶寬 單個(gè)放大器的單位增益帶寬足夠高 級(jí)聯(lián)放大器的電阻選擇相對(duì)低些好 濾波器 濾波器是由集中參數(shù)的電阻、電感和電容， 或分布參數(shù)的電阻、電感和電容構(gòu)成的一 種網(wǎng)絡(luò)。這種網(wǎng)絡(luò)允許一些頻率通過，而 對(duì)其它頻率成份加以抑制。 根據(jù)要濾除的干擾信號(hào)的頻率與工作頻率 的相對(duì)關(guān)系，干擾濾波器有低通濾波器、 高通濾波器、帶通濾波器、帶阻濾波器等 種類。 2.1濾波器的分類 頻域； 高通； 低通； 帶通； 指定頻率； 全通相移； 時(shí)域； 卡爾曼濾波器； 其他分類 模擬濾波器與數(shù)字濾波器 離散濾波器與連續(xù)濾波器 線性與非線性濾波器 時(shí)變?yōu)V波器與時(shí)不變?yōu)V波器 無源(

8、passive)濾波器與有源（active）濾波器 濾波器的實(shí)現(xiàn) 硬件實(shí)現(xiàn) 自己搭建(放大器電阻電容電感) 模塊化設(shè)計(jì)(集成電路); 軟件實(shí)現(xiàn) 模塊設(shè)計(jì)參數(shù) 自己編程搭建 低通濾波器 高通濾波器 帶通濾波器 帶阻濾波器 u常用濾波器傳函： uhpf：wlag order u令s=1/s可得lpf 3223 3 22 2 22 :3 2 :2 :1 wwswss s order wwss s order ws s order notch濾波器（消除指定頻率） i i w q w ss ws 22 22 羅克韋爾軟件中的notch濾波模塊 低通濾波器的特點(diǎn) 對(duì)高頻信號(hào)起減弱的作用，不能完全消除；

9、幅值效果好的濾波器，相位延遲的比較多； 延遲的時(shí)間可以計(jì)算； ，非線性時(shí)滯，失真 固定時(shí)滯，無失真 ff ff tff wf f f tff f f f f f f f t delay delay delay 4 1 2 /2/ , 1 2 2 arctan 1 2 arctan 1 2 0 0 0 0 0 00 頻域?yàn)V波器分析方法 拉氏變換后觀察相-頻，幅-頻特性 )(, )(),()(jwhwjwhwshtylty 低通濾波器分析 wrcsh wrc sh fjjws src sc r sc su su sh in out arctan)( 1 1 )( 2 1 1 1 1 )( )( )

10、( 2 0 低通濾波器伯德圖 高通濾波器分析 如無源高通濾波器 wrcsh wrc wrc sh fjjws src src sc r r su su sh in out arctan)( 1 )( 2 1 1 )( )( )( 2 0 高通濾波器伯德圖 notch濾波分析 2 0 2 0 22 0 2 2 2 0 2 2 2 0 2 2 2 0 0 2 2 2 0 2 / arctan2)( 0 / )( ww qww sh qwwww ww sh w q w ss ws notch濾波器伯德圖 q=1 q=10 濾波器的特性指標(biāo) 濾波器濾波器的特性指標(biāo)主要有特征頻率、增益與衰耗、阻尼系 數(shù)

11、與品質(zhì)因數(shù)、靈敏度和群時(shí)延函數(shù)五個(gè)。 1、特征頻率： 通帶截頻fp=wp/(2p)為通帶與過渡帶邊界點(diǎn)的頻率， 在該點(diǎn)信號(hào)增益下降到一個(gè)人為規(guī)定的下限。 阻帶截頻fr=wr/(2p)為阻帶與過渡帶邊界點(diǎn)的頻率， 在該點(diǎn)信號(hào)衰耗(增益的倒數(shù))下降到一人為規(guī)定的下限。 轉(zhuǎn)折頻率fc=wc/(2p)為信號(hào)功率衰減到1/2(約3db)時(shí) 的頻率，在很多情況下，常以fc作為通帶或阻帶截頻。 固有頻率f0=w0/(2p)為電路沒有損耗時(shí)，濾波器的 諧振頻率，復(fù)雜電路往往有多個(gè)固有頻率。 2、增益與衰耗 濾波器在通帶內(nèi)的增益并非常數(shù)。 對(duì)低通濾波器通帶增益kp一般指w=0時(shí)的增益;高通指 w時(shí)的增益;帶通則

12、指中心頻率處的增益。 對(duì)帶阻濾波器，應(yīng)給出阻帶衰耗，衰耗定義為增益的倒 數(shù)。 通帶增益變化量kp指通帶內(nèi)各點(diǎn)增益的最大變化量， 如果kp以db為單位，則指增益db值的變化量。 3、阻尼系數(shù)與品質(zhì)因數(shù) 阻尼系數(shù)是表征濾波器對(duì)角頻率為w0信號(hào)的阻尼作用，是 濾波器中表示能量衰耗的一項(xiàng)指標(biāo)。 阻尼系數(shù)的倒數(shù)稱為品質(zhì)因數(shù)，是帶通與帶阻濾波器頻率 選擇特性的一個(gè)重要指標(biāo)，q= w0/w。式中的w為帶通或帶 阻濾波器的3db帶寬， w0為中心頻率，在很多情況下中心頻率 與固有頻率相等。 4、靈敏度 濾波電路由許多元件構(gòu)成，每個(gè)元件參數(shù)值的變化都會(huì)影 響濾波器的性能。濾波器某一性能指標(biāo)y對(duì)某一元件參數(shù)x變化

13、 的靈敏度記作sxy，定義為： sxy=(dy/y)/(dx/x)。 該靈敏度與測(cè)量?jī)x器或電路系統(tǒng)靈敏度不是一個(gè)概念，該 靈敏度越小，標(biāo)志著電路容錯(cuò)能力越強(qiáng)，穩(wěn)定性也越高。 5、群時(shí)延函數(shù) 當(dāng)濾波器幅頻特性滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，為保證輸出信號(hào)失真 度不超過允許范圍，對(duì)其相頻特性(w)也應(yīng)提出一定要求。在 濾波器設(shè)計(jì)中，常用群時(shí)延函數(shù)d(w)/dw*價(jià)信號(hào)經(jīng)濾波后相 位失真程度。群時(shí)延函數(shù)d(w)/dw越接近常數(shù)，信號(hào)相位失真 越小。 濾波器的主要參數(shù)濾波器的主要參數(shù) 中心頻率（center frequency）： 濾波器通帶的中心頻率f0，一般取f0=（f1+f2）/2，f1、 f2為帶通或帶阻濾波

14、器左、右相對(duì)下降1db或3db邊頻點(diǎn)。 窄帶濾波器常以插損最小點(diǎn)為中心頻率計(jì)算通帶帶寬。 截止頻率（cutoff frequency）： 指低通濾波器的通帶右邊頻點(diǎn)及高通濾波器的通帶左邊 頻點(diǎn)。通常以1db或3db相對(duì)損耗點(diǎn)來標(biāo)準(zhǔn)定義。相對(duì)損 耗的參考基準(zhǔn)為：低通以dc處插損為基準(zhǔn)，高通則以未 出現(xiàn)寄生阻帶的足夠高通帶頻率處插損為基準(zhǔn)。 通帶帶寬（bwxdb）： 指需要通過的頻譜寬度，bwxdb=（f2-f1）。f1、f2為以 中心頻率f0處插入損耗為基準(zhǔn)，下降x（db）處對(duì)應(yīng)的左、右邊 頻點(diǎn)。通常用x=3、1、0.5 即bw3db、bw1db、bw0.5db 表征 濾波器通帶帶寬參數(shù)。 插入

15、損耗：由于濾波器的引入對(duì)電路中原有信號(hào)帶來的衰耗， 以中心或截止頻率處損耗表征。 紋波：指1db或3db帶寬（截止頻率）范圍內(nèi)，插損隨頻率在 損耗均值曲線基礎(chǔ)上波動(dòng)的峰-峰值。 帶內(nèi)波動(dòng)：通帶內(nèi)插入損耗隨頻率的變化量。1db帶寬內(nèi)的 帶內(nèi)波動(dòng)是1db。 帶內(nèi)駐波比（vswr）：衡量濾波器通帶內(nèi)信號(hào)是否良好匹 配傳輸?shù)囊豁?xiàng)重要指標(biāo)。理想匹配vswr=1：1，失配時(shí) vswr1。對(duì)于一個(gè)實(shí)際的濾波器而言，滿足vswr1.5： 1的帶寬一般小于bw3db，其占bw3db的比例與濾波器階數(shù) 和插損相關(guān)。 回波損耗（return loss）：端口信號(hào)輸入功率與反射功率之 比的分貝（db）數(shù)，也等于|20

16、log10|，為電壓反射系數(shù)。 輸入功率被端口全部吸收時(shí)回波損耗為無窮大。 阻帶抑制度：衡量濾波器選擇性能好壞的重要指標(biāo)。該指標(biāo) 越高說明對(duì)帶外干擾信號(hào)抑制的越好。通常有兩種提法：一種 為要求對(duì)某一給定帶外頻率fs抑制多少db，計(jì)算方法為fs處衰 減量；另一種為提出表征濾波器幅頻響應(yīng)與理想矩形接近程度 的指標(biāo)矩形系數(shù)（kxdb1），kxdb=bwxdb/bw3db， （x可為40db、30db、20db等）。濾波器階數(shù)越多矩形度越 高即k越接近理想值1，制作難度當(dāng)然也就越大。 延遲（td）：指信號(hào)通過濾波器所需要的時(shí)間，數(shù)值上 為傳輸相位函數(shù)對(duì)角頻率的導(dǎo)數(shù)，即td=df/dv。 帶內(nèi)相位線性度

17、：該指標(biāo)表征濾波器對(duì)通帶內(nèi)傳輸信號(hào) 引入的相位失真大小。按線性相位響應(yīng)函數(shù)設(shè)計(jì)的濾波 器具有良好的相位線性度，但頻率選擇性很差，限于脈 沖、或調(diào)相信號(hào)傳輸系統(tǒng)應(yīng)用。 濾波器設(shè)計(jì) 低通 2 0 0 2 2 00 )( s q s h sh 帶通 2 0 0 2 00 )( s q s q s h sh 高通 2 0 0 2 2 0 )( s q s sh sh 帶阻 其中： h0：任意增益因子 0：特征頻率， 對(duì)低通，高通， 0是截止頻率 帶通，帶阻， 0是截止頻率 q： 選擇性因子 近似方法 巴特沃思近似 切比雪夫近似 貝塞爾近似 通過保角變換 s s 1 得到高通濾波器 s s s) 1 (

18、得到帶通濾波器 s s s 1 ) 1 ( 得到帶阻濾波器 例：低通歸一化二階濾波器 1 )( 2 0 q s s h sh s s 1 1 1 111 )( 2 2 0 2 0 q s s sh sqs h sh 1. 巴特沃思近似 幅頻函數(shù) n jh 2 2 1 1 )( )()( 1 )( 1 )( 21nn sssssssb sh 傳遞函數(shù) 例： n = 1 s1= -1 bn(s)=s+1 h(s)=1/(s+1) n=1,2,. 2 1 1 1 1 )( j j jh 2 2 2 2 2 1 1 1 1 )( jh n=212)( 2 sssbn 12 1 )( 2 ss sh 1

19、2)( 1 )( 2 jj jh 4242222 2 222 2 1 1 221 1 2)1 ( 1 )2()1 ( 1 )( jh 巴特沃思多項(xiàng)式 2. 切比雪夫近似 tn() n階切比雪夫多項(xiàng)式 vn() 切比雪夫?yàn)V波多項(xiàng)式 2 2 )(1 1 )( n t jh )( )( 0 sv h sh n 0.5db波紋 n=1s+2.863 n=2s2+1.425s+1.516 1db波紋 n=1s+1.965 n=2s2+1.098s+1.103 切比雪夫多項(xiàng)式vn() 3. 貝塞爾近似 n=1s+1 n=2s2+3s+3 )( )( 0 se h sh n en()貝塞爾濾波多項(xiàng)式 4.

20、三種近似方法的特點(diǎn) 巴特沃思：通帶內(nèi)幅頻曲線的幅度平坦，最平幅度 逼近，相移與頻率的關(guān)系不是很線性的，階躍 響應(yīng)有過沖。 切比雪夫：下降最陡，但通帶之間幅頻曲線有波紋。 貝塞爾： 相移和頻率之間有良好的線性關(guān)系，階躍響應(yīng) 過沖小，但幅頻曲線的下降陡度較差。 巴特沃思 貝塞爾 切比雪夫 h() /0 二、rc有源濾波器 無限增益多路反饋電路 vo v2 y3 vi v1 y1 y2 y4y5 設(shè)a0 , 根據(jù)電流守恒定律，則 321214111 )()()(yvvyvyvvyvv oi 52321 )()(yvvyvv o 0 2 o o a v v 由此解得 4343215 31 )()( )( )( yyyyyyy yy sv sv sh i o 1. 低通濾波器 將y1,y3,y4用電阻1/r，y2,y5 用電容cs，帶入上式 高頻下：c2,c5相當(dāng)于短路， 傳輸函數(shù)為0 低頻下： c2,c5相當(dāng)于開 路，傳輸函數(shù)-r4/r1 vi v1 r1 c2 r4c5 v2 vo r3 52434312 2 5231 1111 /1 )( ccrrrrrc s s ccrr sh 2 0 0 2 2 00 )( s q s h sh與 比較得 5243 0 1 ccrr 1 4 0 r r h 4 2 3 4 1 43 2 5