9.7.4运算放大器在信号处理电路中的应用 - 运算放大器在信号处理电路中的应用-2

(2)接地负载转换器(Howland电流泵)

为接地负载提供稳定的输出电流，运算放大器既引入了负反馈又引入了正反馈环节，电路结构比较复杂。设输入uS=0，电路的两个反馈系数为

设电路参数选择合理，使F->F+，即负反馈占优势，则此时电路工作稳定，不会产生振荡。R1、R2构成负反馈路径R3、R4构成正反馈路径在运算放大器的反相输入端和同相输入端列节点电流方程：如果

(2)接地负载转换器(Howland电流泵)9.7.2阻抗变换器——实现阻抗特性的模拟与变换

接地阻抗变换电路的负反馈能力强于正反馈，因而工作稳定。由图可知该电路等效的接地输入阻抗为当Z为电阻时：，呈现负电阻特性；

当Z为电容时：呈现模拟电感特性，模拟电感为9.7.2阻抗变换器——实现阻抗特性的模拟与变换

绝对值电路的基本传输特性是：当输入uI>0时，电路的输出为uO=uI

；当输入电压uI>0时，则uO=-uI

。因此当电路输入电压为正弦波时，在该电路的输出端可以得到全波的输出波形，实现交流-直流的转换。9.7.3绝对值电路——精密整流电路绝对值电路工作波形1.反相输入绝对值电路当输入电压uI

>0时，uO1<0，则VD1截止，VD2导通。-uI1.反相输入绝对值电路当输入电压uI

<0时，uO1>0，则VD1导通，VD2截止。1.反相输入绝对值电路因此无论uI为正或为负，则uO恒为正，即1.反相输入绝对值电路2.同相输入绝对值电路当输入电压uI

>0时，uO1>0，则VD1导通，VD2截止。2.同相输入绝对值电路当输入电压uI

<0时，uO1<0，则VD1截止，VD2导通。2.同相输入绝对值电路同相比例运算电路2.同相输入绝对值电路

用二极管实现的整流电路，在小信号整流过程中，由于二极管的导通压降会使电路输出产生死区和误差。绝对值运算电路被称为精密整流电路的原因是：绝对值电路将二极管引入到运算放大器的反馈通路中，二极管的死区不会在输出产生误差。9.7.3绝对值电路——精密整流电路同相比例同相比例差分比例9.7.5仪用放大器

仪用放大器通常用于放大传感器送出的微弱电信号，为此要求数据放大器有很高的电压增益；由于传感器的内阻往往不是常量，故要求放大器有足够高的输入电阻。传感器输出信号中往往含有较大的共模信号，因此要求数据放大器具有很高的共模抑制比。即对数数据放大器有“三高”要求。根据虚短、虚断的概念：9.7.5仪用放大器9.7.5仪用放大器

仪用放大器放大两个输入信号的差值(差模信号)，抑制共模信号。仪用放大器有如下优点：

(1)输入级采用同相比例运算电路，因而输入电阻更高；

(2)抑制共模信号的能力强；

(3)通过调节增益电阻R1，可以改变电路的电压增益。9.7.5仪用放大器

集成仪用放大器AD521、AD620、AD624等，在集成电路内部将R1分为若干段，并分别由引出线外连，可以将增益设置成几挡，也可外接电位器连续调节电压增益。美国AD公司生产的集成仪用放大器AD620如图所示。9.7.5仪用放大器演示一演示二9.7.7可控增益放大器——电压增益可以调节

增益可以通过编程设置，也称为程控放大器。这类放大器适用于信号幅值变化范围较大的场合，可以自动适应输入信号，并使其输出信号稳定在一定范围内，因而越来越多地应用在自动控制、智能检测等领域。1.可控增益放大器的基本结构

反相可变增益放大器同相可变增益放大器

反相比例放大器的增益可大于1，小于1或等于1。因而既可以对电路输入的小信号进行放大，也可以对大信号进行衰减，电路的动态适应范围大。由于该电路的切换开关与电路输入电阻Ri或反馈电阻Rf串联，因而开关的导通电阻将影响放大器的增益。反相可变增益放大器1.可控增益放大器的基本结构

同相可变增益放大器

同相可变增益放大器采用同相比例放大电路结构。由于运放的输入电阻很高，可以忽略开关的导通电阻对电压增益的影响，因而适用于采用模拟电子开关的场合。该电路的电压增益只能大于或等于1，而不能小于1，因此在需要对输入信号进行衰减时，可以在其输入端加入无源衰减网络。1.可控增益放大器的基本结构

由多个不同电压增益的放大电路级联所构成的可控增益放大器。2.组合式可控增益放大器

组合式可控增益放大器在每级放大电路的输入和输出端接入切换开关，通过接入不同的放大电路，实现程控放大。电路结构虽然复杂，但是各级放大电路之间相互独立，干扰小，容易设计。

集成可控增益放大器用数字信号对其增益进行选择，其放大增益误差小，一般不会超过

0.2%。由于其增益精度高，因而被广泛应用于医疗仪器及数据采集等系统中。3.集成可控增益放大器

PGA204为程控增益仪用放大器，有16个管脚，其中A1A0为增益选择端，用于设置PGA204的4种放大倍数。