① 运放（放大需要的） 运算放大器 仪表放大器（负反馈）     140GB倍 ************************************************************************************

理想运算放大器的操作原理

一个理想的运算放大器（ideal OPAMP）必须具备下列特性：

• 无限大的输入阻抗（Z_{in=∞）：理想的运算放大器输入端不容许任何电流流入，即上图中的V+与V-两端点的电流信号恒为零，亦即输入阻抗无限大。}
• 趋近于零的输出阻抗（Z_{out=0）：理想运算放大器的输出端是一个完美的电压源，无论流至放大器负载的电流如何变化，放大器的输出电压恒为一定值，亦即输出阻抗为零。}
• 无限大的开回路增益（A_{d=∞）：理想运算放大器的一个重要性质就是开回路的状态下，输入端的差动信号有无限大的电压增益，这个特性使得运算放大器在实际应用时十分适合加上负反馈组态。}
• 无限大的共模排斥比（CMRR=∞）：理想运算放大器只能对V_{+与V-两端点电压的差值有反应，亦即只放大的部份。对于两输入信号的相同的部分（即共模信号）将完全忽略不计。}
• 无限大的带宽：理想的运算放大器对于任何频率的输入信号都将以一样的差动增益放大之，不因为信号频率的改变而改变。
• 趋于零的失调和漂移

黄金规则

在负反馈的情况下，以上理想放大器之特性可总结为以下二点，

1. 输出会使得输入电压间的差异成为零，V_+=V-
2. 因输入阻抗无限大，故输入电流I_+=0,I-=0

开回路组态

负反馈组态 由于运算放大器的开回路增益非常高，因此就算输入端的差动信号很小，仍然会让输出信号饱和，导致非线性的失真出现。因此运算放大器很少以开回路组态出现在电路系统中，少数的例外是用运算放大器做比较器进行满幅输出，输出值通常为逻辑准位的“0”与“1”。 将运算放大器的反向输入端与输出端连接起来，放大器电路就处在负反馈组态的状况，此时通常可以将电路简单地称为闭回路放大器。闭回路放大器依据输入信号进入放大器的端点，又可分为反相（inverting）与非反相（non-inverting）两种。 必须注意的是，所有闭回路放大器都是运算放大器的负反馈组态。

反相闭回路放大器

正反馈组态

会使用正反馈的情况有：

• 作为有磁滞的比较器，形成施密特电路
• 产生振荡

实际运算放大器的局限

理想的运算放大器并不存在于这个世界上，所有的运算放大器电路都会遇到下列的问题，影响了它们的应用，也让设计者在使用运算放大器时必须考量到更多可能会发生的问题。

直流的非理想问题

有限的开回路增益

实际的运算放大器开回路增益为有限的而不是无限的。根据电子电路相关书籍资料，以OP Amp 741元件而言，其开回路电压增益大约为200000。

有限的输入阻抗

大于零的输出阻抗

大于零的输入偏置电流

大于零的共模增益

交流的非理想问题

• 有限的带宽

訊號頻率高到一定程度時，也不能忽略頻率愈高，增益愈低的情形。

• 输入电容

非线性的问题

• 信号饱和

（ 首先运放放大器和三极管样只过把三极管放大电路封装 了黑盒子里其放大倍数更大理想运放认其放大倍数无穷大 其次运放输入级差分输入即同相输入端和反相输入端其输入信号等于同相端信号减去反相端信号叫差分输入 再次由于运放放大倍数无穷大假设运放开环连接也没有加反馈时候当输入端有非常微小信号输入时因放大倍数无穷大输出电压等于输入微小信号乘无穷大输出电压也无穷大实际能输出电压能超过电源电压此时输出只能电源电压 其实开环时候比较器输出两逻辑值要高电源电压要低电源电压 我们说此时运放已经饱和了 另外给运放引入了反馈比负反馈运放放大倍数再无穷大而定值A当输入小信号时若输出超过电源电压小信号被放大了A倍即Vo=A*Vin.此时输出与输入呈线性关系即运放工作线性放大区 所谓饱和区针对线性放大而言 ）

• 延迟率
• 非线性转换函数

（ 线性转换指常数转换 非线性转换指函数转换 ）

功率损耗的考量

• 输出功率的限制
• 输出电流的限制

在电路设计中的应用

积分器 微分器 施密特触发器电路 稳压电路 定电流电路 有源滤波器 D/A转换电路 精密整流电路 仪表电路 对数放大器 指数放大器 乘法器


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② 滤波器（降低噪音影响）
低通滤波器（英语：Low-pass filter）容许低频信号通过，但减弱（或减少）频率高于截止频率的信号的通过。对于不同滤波器而言，每个频率的信号的减弱程度不同。当使用在音频应用时，它有时被称为高频剪切滤波器，或高音消除滤波器。 高通滤波器则相反，而带通滤波器则是高通滤波器同低通滤波器的组合。 低通滤波器概念有许多不同的形式，其中包括电子线路（如音频设备中使用的hiss滤波器、平滑数据的数字算法、音障（acoustic barriers）、图像模糊处理等等。低通滤波器在信号处理中的作用等同于其它领域如金融领域中移动平均数（moving average）所起的作用；这两个工具都通过剔除短期波动、保留长期发展趋势提供了信号的平滑形式。

理想与实际滤波器

一个理想的低通滤波器能够完全剔除高于截止频率的所有频率信号并且低于截止频率的信号可以不受影响地通过。实际上的转换区域也不再存在。一个理想的低通滤波器可以用数学的方法（理论上）在频域中用信号乘以矩形函数得到，作为具有同样效果的方法，也可以在时域与sinc函数作卷积得到。 然而，这样一个滤波器对于实际真正的信号来说是不可实现的，这是因为sinc函数是一个延伸到无穷远处的函数（extends to infinity），所以这样的滤波器为了执行卷积就需要预测未来并且需要有过去所有的数据。对于预先录制好的数字信号（在信号的后边补零，并使得由此产生的滤波后的误差小于量化误差）或者无限循环周期信号来说这是可实现的。 实时应用中的实际滤波器通过将信号延时一小段时间让它们能够“看到”未来的一小部分来近似地实现理想滤波器，这已为相移所证明。近似精度越高所需要的延时越长。 采样定理（Nyquist-Shannon sampling theorem）描述了如何使用一个完善的低通滤波器和奈奎斯特-香农插值公式从数字信号采样重建连续信号。实际的数模转换器都是使用近似滤波器。 高通滤波器（英语：High-pass filter）是容许高频信号通过、但减弱（或减少）频率低于截止频率信号通过的滤波器。对于不同滤波器而言，每个频率的信号的减弱程度不同。它有时被称为低频剪切滤波器；在音频应用中也使用低音消除滤波器或者噪声滤波器。高通滤波器与低通滤波器特性恰恰相反。另外请参见带通滤波器。 一个滤波器滤除一个复杂信号中不想要的低频成份同时让高频信号通过是很有用的。当然，'低'和'高'频率的含义是相对于滤波器设计者所选择的截止频率而言的。

实现

最简单的电子高通滤波器包括一个与信号通路串联的电容器和与信号通路并联的电阻。

应用

这样的滤波器能够把高频率的声音引导至专用高音喇叭（tweeter），并阻止可能干扰或者损害喇叭的低音信号。使用线圈而不是电容的低通滤波器也可以同时把低频信号引导至低音喇叭（woofer）。 高通和低通滤波器也用于数字图像处理中在频域中进行变换。

带通滤波器

一个理想的滤波器应该有一个完全平坦的通带，例如在通带内没有增益或者衰减，并且在通带之外所有频率都被完全衰减掉，另外，通带外的转换在极小的频率范围完成。实际上，并不存在理想的带通滤波器。滤波器并不能够将期望频率范围外的所有频率完全衰减掉，尤其是在所要的通带外还有一个被衰减但是没有被隔离的范围。这通常称为滤波器的滚降现象，并且使用每十倍频的衰减幅度dB来表示。通常，滤波器的设计尽量保证滚降范围越窄越好，这样滤波器的性能就与设计更加接近。然而，随着滚降范围越来越小，通带就变得不再平坦—开始出现“波纹”。这种现象在通带的边缘处尤其明显，这种效应称为吉布斯现象（Gibbs phenomenon）。带通滤波器（英语：Band-pass filter）是指能通过某一频率范围内的频率分量、但将其他范围的频率分量衰减到极低水平的滤波器，与带阻滤波器的概念相对。一个模拟带通滤波器的例子是电阻-电感-电容电路（RLC circuit）。这些滤波器也可以用低通滤波器同高通滤波器组合来产生。 除了电子学和信号处理领域之外，带通滤波器应用的一个例子是在大气科学领域，很常见的例子是使用带通滤波器过滤最近3到10天时间范围内的天气数据，这样在数据域中就只保留了作为扰动的气旋。 在频带较低的剪切频率f1和较高的剪切频率f2之间是共振频率，这里滤波器的增益最大，滤波器的带宽就是f2和f1之间的差值。

带阻滤波器

信号处理中的带阻滤波器是指能通过大多数频率分量、但将某些范围的频率分量衰减到极低水平的滤波器，与带通滤波器的概念对。其中点阻滤波器（notch filter）是一种特殊的带阻滤波器，它的阻带范围极小，有着很高的Q因子

信号处理电路：（采集->模拟->AD->···->···） A 电流-电压变换     （光变换）（红外通信） B 电压-电流变换     （适合远距离 4~20mA电流 抗干扰能力强）                              （作为驱动电流型xxx元器件） C 绝对值变换电路   （精密） D 电路峰值检测 E 二极管特性检测
要求占空比可调、倾斜度可调、频率可调什么的 通过电容电阻什么的控制

③ 波形发生器 常见有555，制造方波啊脉冲啊什么的~

④ 电源（每年都有）（考虑效率 低功耗环保什么的） 稳压电路  （稳压管型、线性、开关型 （开开关的时候有噪音）（用三极管实现并联的开关型电源的开关功能） （高效 特制能96%））
特性指标 容忍度的界限、可调节的输出范围的界限、辅助电流的效果 质量指标 略http://wenku.baidu.com/link?url=6ADV01uOugK1i_dAtWoHoKLlQBBsyEOk4qj_uStAVJiTnBH-jAiIcJp_K_JD4G986C3TVSUXRPMkT9H70lZRvuPZfH6dInS9I8mraPD4Aau
直流稳压电源的设计 单相桥式整流电路、电容滤波器（有下限的）一般选择电源是考虑耐压值一般至少为为需要用的1.2倍（如实际是10V，选择15、16V或者20+V保险）、三极管稳压器（记得接电容）锂电池3.7V（纹波电压一般为mA级）

⑤ 元器件

⑥ 振荡器     方波 锯齿波 三角波 正弦波 etc