1.前言:
叙述集成运算电路之前,分享一种研发设计思想。从某种意义上说,rd研发设计工作,就是不停地遇到和解决意料之外问题的过程。
在遇到问题有两种解决方法:做加法或做减法。例如在系统遇到干扰时,可利用做加法方式,增加抑制干扰器件;也可利用做减法的方式,分析干扰回路,并将其断开。
对于具体的问题,采用哪种方式,需要具体分析与权衡。然而一般来说,如果能够采取做减法的方式解决问题,那么对问题解决,更加彻底,效果也更好。本文也体现了这一思想。
2.概述:
随着电子技术迅速发展,应用数字技术处理模拟信号的情况越来越普遍。因此信号链设计的概念被重视,信号链设计更加侧重于从系统的角度看问题。将传感器,信号调理电路,adc , dac 作为一个整体讨论。这样系统设计指标分配能够更加合理。
信号链典型应用框图
对于大多数应用领域,传感器和数据转换器属于定型产品,除了选型之外,能做的具体工作并不多。这样最终获取信号质量,极大程度上取决信号调理电路。信号调理电路又以运放电路设计为核心。
3.op amps 电路设计思想:
op amps 集成运算放大器,它可以完成加法、减法、微分、积分、等各种数学运算,同向或反向放大电路有很多种型式。在设计电路时将设计指标写成方程形式。联立方程组的方法可以直接获得最优解。
一般线性运放电路只能得到直线的方程,用斜率k表示放大电路增益,用截距b表示偏移量。vout=±kvin±b
例:考虑设计指标电路:输入电压 vin=±6.2v 输出电压 vout=0~3v
将设计指标放入矩形数表 ,求逆矩阵可可得 k与b,最终电路方程为 :
vout=0.242*vin + 1.5
k与b均为正时,他们都应该加到运放的同向输入端,可得电路原理图:
选定rg=20kω ,从1%电阻序列中挑选反馈电阻rf=4.99kω。由于选择了标准电阻又一次引进了一定的误差。最终设计的具备选定原件值的转移特性曲线。
4.op amps 电路有源滤波设计思想:
一般为了滤除高频干扰,信号线上尖峰和毛刺。会设计一些有源滤波器。如常用的一阶,二阶滤波器等。一般用传递函数法设计滤波器。
推导传递函数过程:
可得电路图设计为典型的一阶低通滤波器
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