电路抗干扰复习资料西南民族大学

1、负反馈放大器的4种组态？ 分为：电压串联 电流串联 电压并联 电流并联判断方法：电压：反馈网络与负载并联。将负载短路，反馈量为零并联：反馈量输入量接于同一输入端。 电流：反馈网络与负载串联。将负载短路，反馈量不为零。接于不同的输入端。串联：反馈量输入量电压串联负反馈 电压并联负反馈 电流串联负反馈 电流并联负反馈4层含义： 相关判断： 存在一个反向传输信号的电路 有无反馈的判断 对输出量取样：电压 or 电流 电压反馈、电流反馈影响输入量：电压 or 电流 串联反馈、并联反馈影响效果：增大 or 减小 正反馈、负反馈正负反馈的判别方法：瞬时极性法。即在电路中，从输入端开始，沿着信号流向，走一圈

2、，并标出某一时刻有关节点电压变化的斜率（正斜率或负斜率，用“+”、“-”号表示）。放大电路中引入负反馈的一般原则：（1）为了稳定静态工作点，应引入直流负反馈；为了改善电路的动态性能，应引入交流负反馈。（2）根据信号源的性质引入串联或者并联负反馈： 当信号源为内阻较小的电压源时，应变相增大基本放大器的输入电阻以减小电压源的输出电流，从而降低内阻上的压降，获得尽可能大的输入电压，这样电压源将逼近理想状态恒压源，更大程度上稳定被取样的输出，故应引入串联负反馈；当信号源为内阻较大的电压源时可接入电压跟随器，从而变为内阻较小的电压源。 当信号源为内阻较大的电流源时，应变相减小基本放大器的输入电阻，这样通

3、过加剧Rs与Ri的悬殊使电流源更逼近理想状态恒流源，可进一步忽略基本放大器输入电阻的变化 (或采用不同方式实现基本放大器)，故应引入并联负反馈。（3）根据负载对放大电路输出量的要求，即负载对其信号源的要求，决定引入电压负反馈或电流负反馈：当负载需要稳定的电压信号时，应引入电压负反馈；当负载需要稳定的电流信号时，应引入电流负反馈。对于(1)并联负反馈电路，从求和端口看回去的信号源内阻是必不可少的，而从输入端口看回去的电压源内阻最好为0，故输入端口与求和端口间须串联一大电阻Rs，但深负反馈时因Rif=0，天生恒流源iI=Vs/Rs。深负反馈的特点： 深度负反馈条件下，闭环增益只与反馈网络有关 输入

4、量近似等于反馈量 净输入量近似等于零单元电路的级间耦合方式：直接耦合阻容耦合变压器耦合光电耦合直接耦合：将前一级的输出端直接连接到后一级的输入端称为直接耦合。 优点：低频特性好（可放大变化缓慢的信号）； 易于集成化。 缺点：Q点相互影响 电平偏移 存在零点漂移（简称零漂）现象 适用场合：集成电路内部。 阻容耦合：将前级的输出端通过电容接到后级的输入端称为阻容耦合。 优点：Q点相互独立 缺点：低频特性差（不能放大变化缓慢的低频信号）不象电阻那样便于集成化。 适用场合：特殊需要的分立元件电路中。变压器耦合：将前级的输出端通过变压器接到后级的输入端或负载电阻上称为变压器耦合。 优点：Q点相互独立 能

5、实现阻抗变换。 缺点：低频特性差；笨重；非常不便于集成化。 适用场合：在分立元件功率放大电路中。 说明：利用变压器的阻抗变换作用可实现最佳匹配 可由所需的电压放大倍数选择合适的匝数比； 只有需要特大功率或高频功率放大时才用变压器耦合放大电路。光电耦合：优点：抗电干扰能力强。集成运放，是一种多级直接耦合的高增益放大电路。多级放大电路对输入级、中间级、输出级的要求？ 输入级：信号微弱，要求抗干扰能力强，限止零点漂移 中间级：主要完成电压放大，放大倍数高、频率特性好 输出级：有一定的输出功率，要求功率放大，负载能力强。同相放大器、反相放大器比较参数指标和优缺点同相为深度电压串联，反相为深度电压并联反

6、馈；同相放大器输入电阻大，输出电阻小，负载能力强，阻抗匹配，但共模信号大，只能做放大，不能衰减反相放大器的输入电阻小，阻抗不匹配，共模信号几乎为零，且考虑精度，电阻取值不宜过大，使电压放大倍数较低电压跟随器的功能：高输入电阻、低输出电阻、电压增益近似为1，所以叫做电压跟随器 电压跟随器在电路中起着前后级阻抗匹配，隔离，缓冲等作用。电压反馈型运放（VFB）和电流反馈型运放（CFB）有何区别，各自如何实现宽带高增益放大器。(1) 电压反馈型运放（VFB）的输入级通常是一个简单的差分对，是平衡电路。对失调电压的影响很小，因而具有很高的CMRR(共模抑制比)和PSRR(电源电压抑制比)。(2) 电流反

7、馈型运放（CFB）是一个单级放大器结构。电路中唯一的高阻点是输入至输出的缓冲器。CFB放大器的输入级是一个电压缓冲器。是对加在反相输入端上的误差电流ie进行放大的跨阻放大器。(3) CFA中间级可获得高转换速率和良好的频率特性，其输出级采用AB类放大器输出形式,具有较强的电流输出能力和小的谐波失真,因而使器件可以获得良好的交流动态性能。 (4) 电流反馈型运放CFA的压摆率比较高。 (5) CFB型运放小信号增益带宽积可变，主要由 RF 决定闭环3dB带宽(与增益、电源电压也有关)，据功率带宽和输出幅度定SR以选器件，再据选定器件、 3dB带宽、电源电压、目标增益 定RF，再据目标增益和RF定

8、Ri。(6) 与电压反馈型运放不同，电流反馈型运放没有恒定的增益带宽积，因此它的小信号带宽指标高，可以在较宽的增益范围内保持高带宽，集成运放有那些指标？什么含义？（1） 开环差模电压增益Aud:指运放在开环（无反馈）状态下的差模电压放大倍数，即Aud=Uod / Uid .（2） 共模抑制比KCMR :集成运放工作于线线性区时，其差模电压增益Aud与共模电压增益Auc之比称为共模抑比（3） 差模输入电阻r id : 是在输入差模信号时，运放的输入电阻。（4） 开环运放-3dB带宽fh和单位增益带宽fc: 运算放大器经补偿，其开环电压增益函数通常为单极点模型： fc为单位增益带宽：指集成运放在开

9、环增益降为1时的频率，主极点fh指受到正弦小信号驱动开环增益降至0.707A0时的频率即开环带宽 （5） 3dB带宽 BW=主极点频率f H ： (-3dB band width) 运算放大器的差模电压放大倍数在高频段下降3dB所定义的带宽 f H ，（6）单位增益带宽 f T Avd 下降到1时所对应的频率。（7）转换速率S R (压摆率)(slew rate)反映运放对高速变化的输入信号的响应能力，代表运放的固有高频性能。（8）全功率带宽FBW(功率带宽BWp的特例)正弦稳态响应在额定负载下集成运放闭环增益为1倍时(保证3dB带宽BW足够宽)，受正弦大信号激励无失真输出时振幅达到饱和值UO

10、PP所对应的的正弦信号频率，称全功率带宽FBW (功率带宽BWp的下限)（9）建立时间ts集成运放闭环增益为1倍时，在一定的负载条件下当输入阶跃大信号后，集成运放输出电压达到某一特定值的范围时所需的时间tS称为建立时间。集成运放的两个重要的交流参数：(1) 增益带宽积（GBW)决定小信号带宽 BW2) 压摆率（转换速率）SR决定功率带宽BWP(振幅带宽积= SR/2保持不变)压摆率SR表示运放所允许的输出电压Vo随时间变化率的最大值。如何判断运放的工作状态：运放工作在放大区：理想运放的差模输入电压等于零，即虚短；理想运放的输入电流等于零，及虚断运放工作在饱和区：1. uO 的值两种可能：当 u

11、+ > u- 时，运放正饱和，uO = + UOPP；当 u+ < u- 时, 运放负饱和， uO = - UOPP 在饱和区内，(u+ - u-)可能很大，“虚短”不存在。2. 理想运放的输入电流等于零，VFB天生“虚断”放大器的输入线性范围计算：Aod (u+ - u- )<UOPP，由于实际运放Aod ，故u+与 u-只是相差很小而不虚短，即运放开环时差模输入信号(u+ - u )的线性范围很小。运放外围电阻值的范围选择：有源滤波器的实现方式有几种？通常使用哪一种？为什么?在选取器件数值时是优先确定电容还是电阻，方式：VCVS型和无限增益多路反馈型MFB，VCVS型为同

12、相输入，输入阻抗很高，输出阻抗很低，与上、下级电路阻抗匹配性好，本身性能稳定，增益易调节；MFB型为反相输入，使用元件少，电路有倒相作用；但增益调节对性能参数有影响，与上、下级电路阻抗匹配性也不太好。因此，通常使用VCVS型（电压串联负反馈）一般从选定电容器入手，因为电容标称值的分档较少(通常为E12系列),电容难配，而电阻易配。若设计一个测量微小电阻(<1m)的电路。对于电阻量的测量，一般是用恒流源向被测电阻提供恒定电流，将电阻转换为电压来测量。(R10>>RX？反相放大器？AD707可否换型号？)还有没有其他的测量方法？ U5O=-Ui/R10 *RXDAC分几类？差异何

13、在？按输出是电流还是电压、能否作乘法运算等进行分类。大多数DA转换器由电阻阵列和n个电流开关(或电压开关)构成，按数字输入值切换开关，产生比例于输入的电流(或电压)。此外,也有为了改善精度而把恒流源放入器件内部的。一般说来,由于电流开关的切换误差小,大多采用电流开关型电路,电流开关型电路如果直接输出生成的电流,则为电流输出型DA转换器。一、R-2R网络型D/A转换器：由于R-2R网络只有两种阻值的电阻，因此最适合于集成工艺，集成D/A转换器普遍采用这种电路结构。必须保证开关Si要么接地，要么接虚地，2、 权电流型D/A转换器： 电流转换为电压的两种方法 ：电流源只能匹配小负载（<<

14、RS）： a)可直接驱动小负载RL或通过I-I转换器（输入阻抗低）转为更强的受控电流源（Rof>RS）去驱动； b) 可通过I-U转换器转为受控电压源（Rof<<RL）去驱动大负载RL ，与RS的大小不再相关3、 其他分类：1）电压输出型2）电流输出型 3）乘法型：不仅可以进行乘法运算,而且可对输入信号作数字化衰减，还可对输入信号进行调制。D/A转换器的主要技术参数1.最小输出电压增量VLSB:数字量变化一个单位时，输出电压的变化量，即量化电平。2.满量程: 输出电压VFSR,数字量为111时的输出电压值。3.分辨率：最小输出电压增量与最大输出电压的比值来表示。4.转换精度

15、（1）偏移误差、增益误差（2）非线性误差5 动态特性输出建立时间: 是将一个数字量转换为稳定模拟信号所需的时间,也可以认为是转换时间。DAC的5种应用（乘法型DAC作准数字乘法器）电路图、输出信号表达式、功能1）数控衰减器(VI进VREF脚， VO进Rf脚R-2R网络为输入电阻，内部的R为反馈电阻连至Rf脚)增益A=-D/210倍<1优点：衰减比调节均匀；缺点：带宽较窄2） 数控放大 (VI进Rf脚， VO进VREF脚内部的Rf=R改为输入电阻；R-2R网络改为反馈电阻)增益大于1，推导见后。 缺点：1数字量D与增益(倍)呈非线性关系将导致增益调节不均匀；2带宽较窄。3）数控稳压源当R2

16、=R1时VO=2UOA1共c组态减小A2输出阻抗，电压取样再减小射随器输出阻抗，可大大增强源的驱动能力。4）波形发生器DDS技术的原理：用数字控制方法从一个参考频率波产生多种频率的技术，即直接数字频率合成DDS具有频率转换时间短、频率分辨率高、输出相位连续、可编程全数字化易于集成等突出优点；实现途径：我们把正弦波进行采样，然后把采样点放入寄存器，利用激振产生CP信号，CP信号去控制DAC芯片，从而产生所需要的频率（类似于模拟的函数发生器，此处是频率合成）ADC的转换原理：A/D转换的*过程，要把模拟量转化为数字量一般要经过四个步骤，分别称为采样、保持、量化、编码。取样也称抽样或采样(sampl

17、ing)，是由连续时间信号获得离散时刻样本值的过程。ADC的基本分类：根据A/D转换器的原理可将A/D转换器分成两大类，直接型A/D转换器和间接型A/D转换器，直接型A/D转换器是将输入的模拟电压直接转换为数字代码，而间接型A/D转换器中，首先把输入模拟电压转换为某种中间变量(时间、频率、脉冲宽度等等)，然后再把这个中间变量转换为数字代码输出。直接型A/D转换器中应用较为广泛的主要有逐次逼近式A/D转换器，间接型A/D转换器中应用较为广泛的主要有双积分式A/D转换器和V-F变换式A/D转换器。1） 积分型：工作原理是将输入电压转换成时间(脉冲宽度信号)或频率(周期脉冲),然后由定时器/计数器获

18、得数字值。其优点是用简单电路就能获得高分辨率,但缺点是由于转换精度依赖于积分时间,因此转换速率极低。2） 逐次比较型：优点是速度较高、功耗低,在低分辩率（<12位）时价格便宜,但高精度（>12位）时价格很高。3） 并行比较型/串并行比较型：转换速率极高4）压频变换型：是通过间接转换方式实现模数转换的。其原理是首先将输入的模拟信号转换成频率数字VCO,然后用计数器将频率转换成数字量。其优点是分辩率高、功耗低、价格低,A/D转换器的技术指标：1）分辨率 指数字量变化一个最小量时模拟信号的变化量 2）量化误差 指由于AD的有限分辩率而引起的误差,3）偏移误差 输入信号为零时输出信号不为零

19、的值。 4）满刻度误差 满度输出时对应的输入信号与理想输入信号值之差，一般在偏移误差调整后进行。 5）线性度 实际转换器的转移函数与理想直线的最大偏移,不包括以上三种误差。6) 绝对精度转换器的输出数码对应的实际模拟电压与理想值之差的最大值。7) 转换速率指完成一次从模拟到数字的AD转换所需的时间的倒数。A/D转换器的选择1) 确定A/D转换器的位数精度要求,至少要比系统总精度要求的最低分辨率高一位，且与系统其他环节所能达到的精度相适应。2) 确定A/D转换器的转换速率输入信号带宽 3) 工作电压和基准电压的确定输入信号动态范围 4) 充分利用 A/D转换器的有关量程的引脚简化设计TLC551

20、0作AD转换时采用什么抗干扰措施？1）将数字和模拟电路尽量分离，并采取一定的屏蔽措施；2) TLC5510内部的数字地和模拟地是分开的，所以要在片外连接。3) 模拟电源和模拟地，以及数字电源和数字地之间都要接去耦电容，使用0.1F和4.7F的电容并接，每个电源脚都要接；另外，3个模拟电源脚外应使用0电阻或磁珠或电感（位置在图中的FB1FB3处）与+5V数字电源串联以实现对高频干扰（大多数来自数字电路?）的隔离。4) 布线时，要尽量避免数字部分和模拟部分的线路交叉，最好进行隔离。 另外还要避免CLK脚(干扰源)与数据输出脚的交叉，尽量使输入信号线与其他线隔离，5) 如果在芯片的CLK引脚接上一个

21、1F左右的电容(最好是用标称值为681和331的电容并接)，这样可以让输出的数据更稳定 。但电容的充放电会导致A/D的采样率下降。如果要兼顾采样率和数据稳定性，应将时钟尽量短地接到A/D的CLK脚上，并避免与其他线交叉。6) 若输出信号不稳定，有抖动，毛刺较多，原因往往是输入信号没屏蔽，有毛刺；或模拟电源不稳定导致AD转换的基准源不稳定。、在ADC采样前的放大是选单端还是双端放大？ADC在转换前为什么要滤波？不滤波有什么危害？滤波器截止频率应该取多少？应选用双端放大，即为差动放大电路，共模抑制比大，抑制共模信号；如果原信号中有fs/2以上的高频噪声，则fm>fs/2，抽样时高频噪声将与重

22、复信号成分重叠，抽样后无法滤除，因此抽样前低通滤波，使仅能通过fs/2以下成分，成为抗馈叠滤波器限幅放大器如何完成限幅的：设定一个限定最大幅值Vmax(通常为后级芯片能处理的输入信号最大幅值)，放大电路按设计的增益放大信号，当放大后的信号幅值为0Vmax时正常输出；当放大后的信号幅值超过此量程时，放大电路输出幅值取上限Vmax。限幅放大器由前级同相放大、限幅放大和电平转换电路三部分组成：前级同相放大电路主要起到放大、隔离阻抗变换的作用；限幅放大电路采用二极管1N4148实现负反馈桥式限幅。电平转换电路再将放大后的信号经过0比较器后整形为陡峭的方波信号，便于后级电路处理。锁相环的构成及工作原理：

23、完成两个信号间相位同步的闭环自动控制系统叫做锁相环，由鉴相器、环路滤波器、压控振荡器三部分组成。鉴相器是一个相位比较装置，用来检测输入信号与反馈信号之间的相位差；环路滤波器具有低通特性，是低通滤波器，但更重要的是它对环路参数调整起着决定性的作用，压控振荡器是一个电压频率转换装置，在环路中作为被控振荡器其振荡频率随控制电压而变。 (1).锁相环是完成相位同步的自动控制环路，当环路的输出信号频率与输入信号的频率一致时称为锁定. (2).从输入信号加到锁相环路的输入端开始一直到环路到达锁定的全过程称为捕获过程。 (3).捕获过程需要的时间称为捕获时间。 (4).保证环路必然进入锁定的最大固有频率值称

24、为捕获带。模拟峰值检波器工作原理？如何改进峰值检波电路是由二极管、电容和电压跟随器组成，其原理为：当输入电压正半周通过时，检波管导通，对电容C充电；负半周时检波管截止，但电容C几乎不放电。为隔离后级，增加一级电压跟随器，此电路能够检测的信号频率范围很宽，被测信号频率低时检波的纹波较大，但通过模拟法进行峰值测量时增加小电容和大电容并联构成的电容池可以滤除纹波。如果此电路中的二极管使用高频二极管，就可大大提高测量范围的频率上限。改进： 1）适当选择电容值，使得电容两端电压可迅速充到VP-0.7V。二极管VD2始终导通，用于补偿VD1的直流导通压降，提高测量精度(直流IR2=0)；限流电阻R2取值较

25、大以减小对输入交流信号的分流iR2；R1对VD2限流。2）为隔离后级，增加一级电压跟随器，进一步降低截止频率，并保证IR2=0 。功放和中间级放大器区别何在？功放分几类？差异何在？功放按原理分可分为甲类、乙类推挽、丙类谐振功率放大器等甲类功率放大器中，在输入信号的一个完整的周期内三极管都是导通的，有利于小信号的功率放大。缺点是晶体管的静态工作点较高，静态损耗相对较大，效率比较低。当信号频带较宽时，可采用乙类推挽放大器。在输入信号的一个周期内，两管半周期轮流导通，导通角=180，具有较高的输出功率与效率。丙类功放管子导通角<180，放大器输出的是余弦脉冲，需要利用谐振网络选频提取基波分量进

26、行功率放大。缺点是谐振回路只能实现窄带选频，适合于对载波信号或高频已调波信号进行选频放大。中间级运算放大器：由于中间级的主要任务是提供足够大的电压放大倍数，从这个目标出来，要求中间级本身具有较高的电压增益，同是为减少对前级的影响，还应具有较高的输入电阻，尤其是当输入级采用有源负载时，输入电阻问题尤为重要，否则将使输入级的电压增益大为下降，失去了有源负载的优点。AGC放大器（AD603）的工作原理：该方式具有负增益和最宽的频带当输入信号较强时自动降低增益，而当信号较弱时自动增益增高，从而保证输出信号幅值相对稳定。AD603通过控制电压来控制放大器的增益，是单通道，宽频带，低噪声，低畸变，高增益精

27、度的滤A芯片，此电路具有负增益和最宽的频带，电路增益由1，2脚的压差控制，输出端VT1半波检测，发射结当作二极管,VT1与电阻构成恒流源，C2上电流由VT1,VT2集电极电流之差决定，当输出幅度小时，I(VT2)减小，I(C2)增大，反馈电压增大，1，2脚压差增大，电路增益提高，反之同样分析，以此达到输出平衡。其实现方式：场效应管和运放实现、 单片机控制实现、 可变增益放大器实现防干扰措施：自动增益控制(AGC)放大器是一个容易出问题的地方，不管是发射还是接收电路都会有AGC放大器。由于AGC电路有一个相当宽的带宽，这会导致某些关键电路上的AGC放大器很容易引入噪声。  &

28、#160; 设计AGC线路必须遵守良好的模拟电路设计技术，而这跟很短的运放输入引脚和很短的反馈路径有关，这两处都必须远离RF、IF或高速数字信号走线；同样，良好的接地也必不可少，而且芯片的电源必须得到良好的去耦。如果必须要在输入或输出端走一根长线，那么最好是在输出端，通常输出端的阻抗要低得多，不容易感应噪声；信号电平越高，就越容易把噪声引入到其它电路。     在所有PCB设计中，尽可能将数字电路远离模拟电路是一条总的原则，它同样也适用于RF PCB设计。公共模拟地和用于屏蔽和隔开信号线的地通常是同等重要的。因此在设计早期阶段，仔细的

29、计划、考虑周全的元器件布局和彻底的布局评估都非常重要，由于疏忽而引起的设计更改将可能导致一个即将完成的设计又必须推倒重来。    同样应使RF线路远离模拟线路和一些很关键的数字信号，所有的RF走线、焊盘和元件周围应尽可能多填接地铜皮，并尽可能与主地相连。 形成干扰的基本要素有三个： 1）干扰源，指产生干扰的元件、设备或信号，（2）传播路径，指干扰从干扰源传播到敏感器件的通路或媒介。（3）敏感器件，指容易被干扰的对象。抗干扰设计的基本原则是：1）抑制干扰源，切断干扰传播路径，提高敏感器件的 抗干扰性能。 （类似于传染病的预防） 2）解决电磁干扰的方法：接地

30、、滤波、屏蔽。抑制干扰源就是尽可能地减小干扰源的du/dt，di/dt。这是抗干扰设计中最优 先考虑和最重要 的原则，减小干扰源的电压突跳du/dt主要是通过在干扰源两端并联电容 来实现；减小干扰源的电流突跳di/dt则是在干扰源回路中串联电感或电阻以及针对继电器增加续流二极管来实现。抑制干扰源的常用措施如下：（1） 继电器线圈增加续流二极管，消除断开线圈时产生的反电动势干扰。（2） 在继电器接点两端并接火花抑制电路（3） 给电机加滤波电路，注意电容、电感引线要尽量短。按干扰的传播路径可分为传导干扰和辐射干扰两类：1) 所谓传导干扰是指通过导线传播到敏感器件的干扰。高频干扰噪声和 有用信号的频带不同，可 以通过在导线上增加滤波器的方法切断高频干扰 噪声的传播，有时也可加隔离光耦来解决。电 源噪声的危害最大， 要特别注意处理。 2) 所谓辐射干扰是指通过空间辐射传播到敏感器件的干 扰。 一般的解决方法是增加干扰源与敏感器件的距离，用地线把它们