集成運(yùn)算放大器有以下一些類(lèi)別。
1.通用型集成運(yùn)算放大器
通用型集成運(yùn)算放大器是指它的技術(shù)參數(shù)比較適中,可滿足大多數(shù)情況下的使用要求。通用型集成運(yùn)算放大器又分為Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型,其中Ⅰ型屬低增益運(yùn)算放大器,Ⅱ型屬中增益運(yùn)算放大器,Ⅲ型為高增益運(yùn)算放大器。Ⅰ型和Ⅱ型基本上是早期的產(chǎn)品,其輸入失調(diào)電壓在2mV左右,開(kāi)環(huán)增益一般大于80dB。
2.高精度集成運(yùn)算放大器
高精度集成運(yùn)算放大器是指那些失調(diào)電壓小,溫度漂移非常小,以及增益、共模抑制比非常高的運(yùn)算放大器。這類(lèi)運(yùn)算放大器的噪聲也比較小。其中單片高精度集成運(yùn)算放大器的失調(diào)電壓可小到幾微伏,溫度漂移小到幾十微伏每攝氏度。
3.高速型集成運(yùn)算放大器
高速型集成運(yùn)算放大器的輸出電壓轉(zhuǎn)換速率很大,有的可達(dá)2~3kV/μS。
4.高輸入阻抗集成運(yùn)算放大器
高輸入阻抗集成運(yùn)算放大器的輸入阻抗十分大,輸入電流非常小。這類(lèi)運(yùn)算放大器的輸入級(jí)往往采用MOS管。
5.低功耗集成運(yùn)算放大器
低功耗集成運(yùn)算放大器工作時(shí)的電流非常小,電源電壓也很低,整個(gè)運(yùn)算放大器的功耗僅為幾十微瓦。這類(lèi)集成運(yùn)算放大器多用于便攜式電子產(chǎn)品中。
6.寬頻帶集成運(yùn)算放大器
寬頻帶集成運(yùn)算放大器的頻帶很寬,其單位增益帶寬可達(dá)千兆赫以上,往往用于寬頻帶放大電路中。
7.高壓型集成運(yùn)算放大器
一般集成運(yùn)算放大器的供電電壓在15V以下,而高壓型集成運(yùn)算放大器的供電電壓可達(dá)數(shù)十伏。
8.功率型集成運(yùn)算放大器
功率型集成運(yùn)算放大器的輸出級(jí),可向負(fù)載提供比較大的功率輸出。
9.光纖放大器
光纖放大器不但可對(duì)光信號(hào)進(jìn)行直接放大,同時(shí)還具有實(shí)時(shí)、高增益、寬帶、在線、低噪聲、低損耗的全光放大功能,是新一代光纖通信系統(tǒng)中必不可少的關(guān)鍵器件;由于這項(xiàng)技術(shù)不僅解決了衰減對(duì)光網(wǎng)絡(luò)傳輸速率與距離的限制,更重要的是它開(kāi)創(chuàng)了1550nm頻段的波分復(fù)用,從而將使超高速、超大容量、超長(zhǎng)距離的波分復(fù)用(WDM)、密集波分復(fù)用(DWDM)、全光傳輸、光孤子傳輸?shù)瘸蔀楝F(xiàn)實(shí),是光纖通信發(fā)展史上的一個(gè)劃時(shí)代的里程碑。在目前實(shí)用化的光纖放大器中主要有摻鉺光纖放大器(EDFA)、半導(dǎo)體光放大器(SOA)和光纖拉曼放大器(FRA)等,其中摻鉺光纖放大器以其優(yōu)越的性能現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于長(zhǎng)距離、大容量、高速率的光纖通信系統(tǒng)、接入網(wǎng)、光纖CATV網(wǎng)、軍用系統(tǒng)(雷達(dá)多路數(shù)據(jù)復(fù)接、數(shù)據(jù)傳輸、制導(dǎo)等)等領(lǐng)域,作為功率放大器、中繼放大器和前置放大器。
光纖放大器一般都由增益介質(zhì)、泵浦光和輸入輸出耦合結(jié)構(gòu)組成。目前光纖放大器主要有摻鉺光纖放大器、半導(dǎo)體光放大器和光纖拉曼放大器三種,根據(jù)其在光纖網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用,光纖放大器主要有三種不同的用途:在發(fā)射機(jī)側(cè)用作功率放大器以提高發(fā)射機(jī)的功率;在接收機(jī)之前作光預(yù)放大器以極大地提高光接收機(jī)的靈敏度;在光纖傳輸線路中作中繼放大器以補(bǔ)償光纖傳輸損耗,延長(zhǎng)傳輸距離。
1、能把輸入訊號(hào)的電壓或功率放大的裝置,由電子管或晶體管、電源變壓器和其他電器元件組成。用在通訊、廣播、雷達(dá)、電視、自動(dòng)控制等各種裝置中。
原理: 高頻功率放大器用于發(fā)射機(jī)的末級(jí),作用是將高頻已調(diào)波信號(hào)進(jìn)行功率放大,以滿足發(fā)送功率的要求,然后經(jīng)過(guò)天線將其輻射到空間,保證在一定區(qū)域內(nèi)的接收機(jī)可以接收到滿意的信號(hào)電平,并且不干擾相鄰信道的通信。
高頻功率放大器是通信系統(tǒng)中發(fā)送裝置的重要組件。按其工作頻帶的寬窄劃分為窄帶高頻功率放大器和寬帶高頻功率放大器兩種,窄帶高頻功率放大器通常以具有選頻濾波作用的選頻電路作為輸出回路,故又稱(chēng)為調(diào)諧功率放大器或諧振功率放大器;寬帶高頻功率放大器的輸出電路則是傳輸線變壓器或其他寬帶匹配電路,因此又稱(chēng)為非調(diào)諧功率放大器。高頻功率放大器是一種能量轉(zhuǎn)換器件,它將電源供給的直流能量轉(zhuǎn)換成為高頻交流輸出。在 《低頻電子線路》(紀(jì)靜波著)書(shū)中已知,放大器可以按照電流導(dǎo)通角的不同,將其分為甲、乙、丙三類(lèi)工作狀態(tài)。甲類(lèi)放大器電流的流通角為360°,適用于小信號(hào)低功率放大。乙類(lèi)放大器電流的流通角約等于 180°;丙類(lèi)放大器電流的流通角則小于180°。乙類(lèi)和丙類(lèi)都適用于大功率工作。但丙類(lèi)工作狀態(tài)的輸出功率和效率是三種工作狀態(tài)中最高者。高頻功率放大器大多工作于丙類(lèi)。但丙類(lèi)放大器的電流波形失真太大,因而不能用于低頻功率放大,只能用于采用調(diào)諧回路作為負(fù)載的諧振功率放大。由于調(diào)諧回路具有濾波能力,回路電流與電壓仍然極近于正弦波形,失真很小。
2、畫(huà)圖的時(shí)候,放大或縮小圖形的用具。也叫放大尺。
主要用于檢測(cè)信噪比很低的微弱信號(hào)。即使有用的信號(hào)被淹沒(méi)在噪聲信號(hào)里面,即使噪聲信號(hào)比有用的信號(hào)大很多,只要知道有用的信號(hào)的頻率值,就能準(zhǔn)確地測(cè)量出這個(gè)信號(hào)的幅值。
調(diào)頻器分為直接調(diào)頻和間接調(diào)頻兩類(lèi)。后一種用積分電路對(duì)調(diào)制信號(hào)積分,使其輸出幅度與調(diào)制角頻率Ω成反比,再對(duì)調(diào)相器進(jìn)行調(diào)相,這時(shí)調(diào)相器的輸出就是所需的調(diào)頻信號(hào)uf(t)。間接調(diào)頻的優(yōu)點(diǎn)是載波頻率比較穩(wěn)定,...
污染物可有多種分類(lèi)方法:按污染物的來(lái)源可分為自然來(lái)源的污染物和人為來(lái)源的污染物,有些污染物(如二氧化硫)既有自然來(lái)源的又有人為來(lái)源的。按受污染物影響的環(huán)境要素可分為大氣污染物、水體污染物、土壤污染物等...
信噪比(英語(yǔ):Signal-to-noise ratio,縮寫(xiě)為SNR或S/N)是科學(xué)和工程中所用的一種度量,用于比較所需信號(hào)的強(qiáng)度與背景噪聲的強(qiáng)度。其定義為信號(hào)功率與噪聲功率的比率,以分貝(dB)為單位表示。大于比率1:1(高于0分貝)表示信號(hào)多于噪聲。信噪比通常用于描述電子信號(hào),也可以應(yīng)用在各種形式的信號(hào),比如冰芯內(nèi)的同位素量,或細(xì)胞間的生物化學(xué)信號(hào)。
放大器(英語(yǔ):Amplifier),俗稱(chēng)音箱,一般而言是指能夠使用較小的能量來(lái)控制較大能量的任何器件?,F(xiàn)在,在日常使用中,這個(gè)名詞常常是指放大器電路,經(jīng)常用于音頻應(yīng)用中。
一個(gè)放大器的輸入輸出關(guān)系——常常表示為一個(gè)與輸入頻率相關(guān)的函數(shù),這個(gè)關(guān)系稱(chēng)為放大器的傳輸函數(shù),同時(shí)這個(gè)傳輸函數(shù)的系數(shù)定義為增益。
鎖相放大器基本原理
鎖相放大器是根據(jù)正弦函數(shù)的正交性原理工作的。具體來(lái)說(shuō),就是當(dāng)一個(gè)頻率為
鎖相放大器(也稱(chēng)為相位檢測(cè)器)是一種可以從干擾極大的環(huán)境(信噪比可低至-60dB,甚至更低)中分離出特定載波頻率信號(hào)的放大器。 Lock-in放大器是由普林斯頓大學(xué)的物理學(xué)家羅伯特·H·迪克發(fā)明的。
鎖相放大器技術(shù)于20 世紀(jì)30 年代問(wèn)世,并于20 世紀(jì)中期進(jìn)入商業(yè)化應(yīng)用階段,這種電子儀器能夠在極強(qiáng)噪聲環(huán)境中提取信號(hào)幅值和相位信息。鎖相放大器采用零差檢測(cè)方法和低通濾波技術(shù),測(cè)量相對(duì)于周期性參考信號(hào)的信號(hào)幅值和相位。鎖相測(cè)量方法可提取以參考頻率為中心的指定頻帶內(nèi)的信號(hào),有效濾除所有其他頻率分量。如今,市面上最好的鎖相放大器具有高達(dá)120 dB 的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)備,意味著這些放大器可以在噪聲幅值超過(guò)期望信號(hào)幅值百萬(wàn)倍的情況下實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)測(cè)量。幾十年來(lái),隨著科技的不斷發(fā)展,研究人員已經(jīng)針對(duì)鎖相放大器研發(fā)出諸多不同的應(yīng)用方法。如今的鎖相放大器主要用作精密交流電壓儀和交流相位計(jì)、噪聲測(cè)量單元、阻抗譜儀、網(wǎng)絡(luò)分析儀、頻譜分析儀以及鎖相環(huán)中的鑒相器。相關(guān)研究領(lǐng)域幾乎覆蓋了所有波長(zhǎng)范圍和溫度條件,例如全日光條件下的日冕觀測(cè)、分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)的測(cè)量或者分子中原子間鍵合特性的直接成像。鎖相放大器的功能極其豐富多樣。與頻譜分析儀和示波器一樣,鎖相放大器不可或缺,已經(jīng)成各種實(shí)驗(yàn)室裝備中的核心工具,比如物理、工程和生命科學(xué)等。
鎖相放大器基本結(jié)構(gòu)
輸入待測(cè)信號(hào),經(jīng)放大和帶通濾波后與參考信號(hào)共同輸入混頻器得到的結(jié)果再通過(guò)低通 濾波器濾波后輸出。
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鎖相放大器的設(shè)計(jì) 【摘要】本系統(tǒng)以超低功耗 MSP430G2553 作為處理核心,用 OPA244、 OPA2237、LM324N、LM3119 等實(shí)現(xiàn)對(duì)微弱信號(hào)的檢測(cè)。該電路由信號(hào)調(diào)理模 塊、移相器模塊、相敏檢波器和數(shù)碼管四個(gè)模塊組成。 信號(hào)調(diào)理模塊包括加法器, 交流放大器,四階帶通濾波器, 信號(hào)調(diào)理電路子模塊, 其具有微弱信號(hào)放大和調(diào) 理、抑制干擾和噪聲的作用。移相器模塊由多個(gè)比較器,積分器組成,實(shí)現(xiàn)與被 測(cè)信號(hào)的同步,產(chǎn)生可 180°移相的方波傳輸給 MCU,由數(shù)碼管顯示被測(cè)信號(hào)的 幅度。 【關(guān)鍵詞】微弱信號(hào) ;移相器 ;msp430;相敏檢波器 1.鎖相放大器設(shè)計(jì)原理 根據(jù)相關(guān)接收原理,在相關(guān)接收中, 可以把兩個(gè)信號(hào)的函數(shù) f1(t)和 f2( t) 的相關(guān)函數(shù)定義為: 它是度量一個(gè)隨機(jī)過(guò)程在時(shí)間 t 和兩時(shí)刻線性相關(guān)的統(tǒng)計(jì)參數(shù),如果 f1( t) 和 f2(t)完全沒(méi)有關(guān)系,則相
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均勻材料表面除鏡反射方向的其他散射方向光輻射強(qiáng)度都較微弱。采用信號(hào)參量估計(jì)中的最大似然估計(jì),應(yīng)用相關(guān)檢測(cè)技術(shù),利用被測(cè)信號(hào)與背景噪聲不相關(guān)特性,設(shè)計(jì)了適于微弱光電信號(hào)檢測(cè)的裝置——鎖相放大器。對(duì)金剛砂反射天頂角—55°~55°范圍測(cè)量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與雙向反射率(BRDF)模型比較顯示,在可見(jiàn)光0.632 8μm波段,誤差為3.43%;近紅外1.34μm波段,誤差只有0.01%。該鎖相放大器適用于材料表面雙向反射率的測(cè)量。
本項(xiàng)目基于kerr效應(yīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)兩種絕緣介質(zhì)內(nèi)部及表面電場(chǎng)分布的在線測(cè)量。對(duì)kerr常數(shù)較小的變壓器油,本項(xiàng)目基于交流調(diào)制方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)電極空間直流電場(chǎng)分布的實(shí)時(shí)測(cè)量,并用激光二極管陣列實(shí)現(xiàn)了對(duì)空間多點(diǎn)電場(chǎng)的同時(shí)測(cè)量。對(duì)于光電二極管輸出信號(hào)的檢測(cè),實(shí)現(xiàn)了兩種方式,一種基于商用單路鎖相放大器實(shí)現(xiàn),另一種是采用試制的AD采集系統(tǒng),結(jié)合相位差校正算法實(shí)現(xiàn)。此外,針對(duì)激光二極管陣列,還基于鎖相放大器芯片和24位ADC設(shè)計(jì)了多通道光信號(hào)測(cè)量系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)不同電極空間及加入紙板后油道中電場(chǎng)的在線測(cè)量,計(jì)算分析了油中和油紙界面空間電荷的產(chǎn)生和傳播機(jī)制;并對(duì)油絕緣介質(zhì)的電導(dǎo)特性及離子遷移率等微觀參數(shù)嘗試進(jìn)行了測(cè)量。對(duì)kerr常數(shù)較大的碳酸丙烯酯,對(duì)平行于電場(chǎng)方向的絕緣子表面電場(chǎng)分布進(jìn)行了測(cè)量。通過(guò)對(duì)絕緣子沿面閃絡(luò)發(fā)展不同階段(閃絡(luò)前、臨近閃絡(luò)、閃絡(luò)后)表面電場(chǎng)的在線測(cè)量,發(fā)現(xiàn)時(shí)間越臨近沿面閃絡(luò),受擾動(dòng)條紋的位移量越大,即電場(chǎng)畸變程度越嚴(yán)重。這個(gè)發(fā)現(xiàn)首次從實(shí)驗(yàn)上證實(shí)了“絕緣子表面電荷積聚及表面電場(chǎng)畸變,導(dǎo)致沿面閃絡(luò)”理論。 2100433B
鎖相放大器實(shí)際上是一個(gè)模擬的傅立葉變換器,鎖相放大器的輸出是一個(gè)直流電壓,正比于是輸入信號(hào)中某一特定頻率(參數(shù)輸入頻率)的信號(hào)幅值。而輸入信號(hào)中的其他頻率成分將不能對(duì)輸出電壓構(gòu)成任何貢獻(xiàn)。
兩個(gè)正弦信號(hào),頻率都為1Hz,有90度相位差,用乘法器相乘得到的結(jié)果是一個(gè)有直流偏量的正弦信號(hào)。
如果是一個(gè)1Hz和一個(gè)1.1Hz的信號(hào)相乘,用乘法器相乘得到的結(jié)果是輪廓為正弦的調(diào)制信號(hào),直流偏量為0。
只有與參考信號(hào)頻率完全一致的信號(hào)才能在乘法器輸出端得到直流偏量,其他信號(hào)在輸出端都是交流信號(hào)。如果在乘法器的輸出端加一個(gè)低通濾波器,那么所有的交流信號(hào)分量全部被濾掉,剩下的直流分量就只是正比于輸入信號(hào)中的特定頻率的信號(hào)分量的幅值。
《測(cè)量電子電路設(shè)計(jì):濾波器篇(從濾波器設(shè)計(jì)到鎖相放大器的應(yīng)用)》是“圖解實(shí)用電子技術(shù)叢書(shū)”之一,也是《測(cè)量電子電路設(shè)計(jì)——模擬篇》的姊妹篇。書(shū)中介紹處理低頻信號(hào)所必需的RC濾波器、有源濾波器、LC濾波器,以及低頻濾波器中能夠?qū)崿F(xiàn)極限Q值的鎖相放大器的設(shè)計(jì)方法等,同時(shí)還的提供大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和模擬數(shù)據(jù)。
模擬篇中主要從高精度信號(hào)測(cè)量的觀點(diǎn),舉具體的設(shè)計(jì)和制定例詳解模擬電路的基本電路,即放大電路。
《測(cè)量電子電路設(shè)計(jì):濾波器篇(從濾波器設(shè)計(jì)到鎖相放大器的應(yīng)用)》的讀者對(duì)象主要是電子工程師技術(shù)人員,也可供電子、自動(dòng)化、儀器儀表等相關(guān)專(zhuān)業(yè)的師生學(xué)參考學(xué)習(xí)。