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测量电子电路设计(滤波器和模拟OP放大器电路)

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坚持小班授课，为保证培训效果，增加互动环节，每期人数限3到5人。人手一机，全程实践。

培养对象

? 1. 电子爱好学员：虽然一点基础都没有，但有强烈的开发产品欲望的人；
? 2. 各大专院校、中等专业学校的计算机、电气、电子等专业的准备从事电子产品开发、应用的应往届毕业生；
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基础要求

有一定的模拟常识.

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上课地点：【【上海】：同济大学(沪西)/新城金郡商务楼(11号线白银路站) 【深圳分部】：影片大厦(地铁一号线大剧院站)/深圳大学成教院【北京分部】：北京中山学院/福鑫大楼【南京分部】：金港大厦(和燕路) 【武汉分部】：佳源大厦（高新二路）【成都分部】：领馆区1号（中和大道）
近开课时间(周末班/连续班/晚班）：测量开课：2021年10月1日(欢迎您垂询，视教育质量为生命！)　

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课时

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课程大纲

全部授课内容均在计算机和实验器材上实际操作。

《测量电子电路设计(滤波器和模拟OP放大器电路)必赢nn699net-必赢nn699net》课程大纲

第一阶段滤波器(从滤波器设计到锁相放大器的应用)

第1部分概述
1.1 滤波器的特性与种类
1.1.1 各种滤波器——本书先容频率意义上的滤波器
1.1.2 噪声与滤波器的带宽
1.1.3 滤波器对白噪声的滤波效果
1.1.4 防混浠作用的低通滤波器
1.1.5 高通滤波器(HPF)的作用
1.1.6 带通滤波器(BPF)的作用
1.1.7 带阻滤波器(BEF)的作用
1.1.8 模拟滤波器与数字滤波器
1.1.9 能够自制的滤波器
1.1.10 由厂家制作的滤波器
1.2 滤波器的频率响应与时间响应特性
1.2.1 滤波器的阶数与衰减陡度
1.2.2 大平坦：巴特沃斯特性
1.2.3 快速调整阶跃响应的贝塞尔特性
1.2.4 实现陡峭特性的切比雪夫特性
1.2.5 更加陡峭——椭圆(Elliptic)特性
1.2.6 滤波器的副作用——对响应特性的影响
1.2.7 高通滤波器的时间响应特性
1.2.8 带通滤波器的时间响应特性
第2部分 RC滤波器与RC电路网络的设计
2.1 简单的RC滤波器
2.1.1 RC低通滤波器的特性
2.1.2 DC前置放大器上附加RC滤波器
2.1.3 RC滤波器的多级连接
2.2 加深对RC电路网络的印象
2.2.1 表现电路网络动作的万能曲线
2.2.2 设计时利用渐近线
2.2.3 高频截止／低频截止的A万能曲线
2.2.4 描述相位返回特性的B万能曲线
2.2.5 PLL电路中应用的高频截止的B万能曲线
2.2.6 应用于0P放大器相位补偿的低频截止的B万能曲线
第3部分有源滤波器的设计
3.1 概述
3.1.1 有源滤波器——确定参数值时的自由度高
3.1.2 2阶有源滤波器设计基础
3.2 有源低通滤波器的设计
3.2.1 经常使用的正反馈型2阶LPF(增益=1)的构成
3.2.2 5阶巴特沃斯LPF的计算例
3.2.3 使LPF具有放大率的滤波电路
3.2.4 正反馈型LPF(增益≠1)的构成
3.2.5 减小元件灵敏度和失真的多重反馈型LPF
3.2.6 有源LPF的高频特性
3.3 有源高通滤波器的设计
3.3.1 正反馈型2阶HPF的构成
3.3.2 5阶切比雪夫HPF的计算例
3.3.3 多重反馈型HPF的构成
3.4 状态可调滤波器的设计
3.4.1 状态可调滤波器的概念
3.4.2 反转型与非反转型在特性上的差别
3.4.3 在可变频率一可变Q的通用滤波器中的应用
3.4.4 状态可调滤波器模块
3.4.5 低失真率的双截型滤波器
3.5 带通滤波器的设计
3.5.1 将LPF与HPF级联

3.5.2 Q-10以下的1个OP放大器的多重反馈型BPF
3.5.3 中心频率为1kHz，Q=5的带通滤波器
3.5.4 2个放大器的高Q值BPF
3.5.5 能够用于评价OP放大器噪声的带宽100Hz的BPF
3.6 带阻滤波器的设计
3.6.1 使用BPF的带阻滤波器
3.6.2 测量失真用的双T陷波滤波器

第4部分 LC滤波器的设计
4.1 LC滤波器概述
4.1.1 LC滤波器在10kHz以上的使用价值高
4.1.2 利用归一化表和模拟器使设计变得简单
4.1.3 LC滤波器的两种类型
4.2 LC滤波器的设计
4.2.1 低通LC滤波器的设计
4.2.2 归一化表的使用方法
4.2.3 由低通滤波器(LPF)变换为高通滤波器(HPF)
4.2.4 变换为带通滤波器(BPF)

4.2.5 BPF的带宽越窄响应越慢
4.3 LC滤波器的实验制作
4.3.1 附有5阶低通滤波器的前置放大器
4.3.2 巴特沃斯BPF的试制
第5部分模拟LC型有源滤波器的设计
5.1 模拟LC的概念
5.1.1 不希翼使用线圈
5.1.2 实现FDNR的电路
5.2 实用的FDNR滤波器的设计
5.2.1 5阶LPF的设计
5.2.2 特点——不受OP放大器直流漂移的影响
5.2.3 注意大输入电平
5.2.4 信号源电阻为0Ω的FDNR滤波器
5.2.5 信号源电阻为0Ω的FDNR 5阶低通滤波器的试制
5.2.6 抗误差用7阶切比雪夫滤波器的设计
5.2.7 特性的检验
5.2.8 利用高速A／D转换器减轻滤波器的负担
5.2.9 将电容变换为电感的GIC
第6部分滤波器使用的RLC
6.1 滤波器使用的电阻器
6.1.1 各种电阻器
6.1.2 滤波器电路中的金属膜电阻器
6.1.3 电阻的频率特性
6.2 滤波器使用的电容器
6.2.1 电容器要注意等效串联电阻Rs
6.2.2 精密滤波器中不使用铝电解电容器
6.2.3 叠层陶瓷电容器
6.2.4 薄膜电容器
6.2.5 苯乙烯电容器
6.2.6 云母电容器
6.3 滤波器使用的线圈
6.3.1 线圈的种类和等效电路
6.3.2 微型电感(圆筒形)
6.3.3 壶形铁心
6.3.4 用壶形铁心制作电感器的要点
6.3.5 基于壶形铁心的：1OOmH电感器的设计
6.3.6 方形金属外壳电感器
6.3.7 环形铁心
6.3.8 环形铁心电感器的设计例

第7部分变压器对噪声的阻断／抑制作用
7.1 变压器概述
7.1.1 不可轻视变压器的作用
7.1.2 变压器的基本动作
7.1.3 变压器的等效电路
7.1.4 决定低频特性的激磁电感和线圈电阻
7.1.5 决定高频特性的泄漏电感和线圈电容
7.2 利用输入变压器改善测量放大器的噪声特性
7.2.1 利用输入变压器使信号升压
7.2.2 进一步改善低噪声OP放大器电路的噪声特性
7.2.3 输入变压器也有除去共模噪声作用
7.2.4 输入变压器的参数
7.2.5 将变压器输出开路求激磁电感
7.2.6 将变压器输出短路求泄漏电感
7.2.7 输入变压器的典型参数
7.2.8 输入变压器的模拟
7.2.9 高频范围凸峰的补偿
7.3 除去来自电源的噪声
7.3.1 电源噪声的混入由变压器的参数规格所决定
7.3.2 电源变压器的形状
7.3.3 阻断共模噪声的静电屏蔽
7.3.4 抑制泄漏磁通的电磁屏蔽

第8部分共模扼流圈的应用
8.1 复习——电子设备的外来噪声
8.1.1 外来噪声有共模型和简正型
8.1.2 简正模噪声及措施
8.1.3 由于共同接地发生的共模噪声
8.1.4 设备内部的共模噪声
8.2 共模扼流圈的应用
8.2.1 共模扼流圈的作用
8.2.2 共模扼流圈的等效电路
8.2.3 共模扼流圈的绕制
8.2.4 选择泄漏电感小的扼流圈
8.3 电源用传输滤波器
8.3.1 传输滤波器的动作
8.3.2 传输滤波器的选用
8.3.3 传输滤波器的数据与使用状态下不同
8.3.4 传输滤波器的安装方法
8.3.5 注意脉冲电流使铁心饱和的问题
8.3.6 注意传输滤波器漏电流引起的触电
8.3.7 意外情况下的共模扼流圈铁心
第9部分锁相放大器的原理与实验
9.1 锁相放大器概述
9.1.1 通频带变窄与Q值的提高
9.1.2 锁相放大器的结构
9.1.3 相敏检测器PSD
9.1.4 乘法运算中转换——同步检波
9.1.5 不需相位调整的双相位锁相放大器
9.1.6 动态余量表征能够允许的噪声量
9.1.7 相位噪声决定测量极限
9.1.8 用时间常数表征低通滤波器的特性
9.1.9 噪声密度的测量
9.2 锁相放大器的实验
9.2.1 试制的锁相放大器概述
9.2.2 使用74HC4046的PLL
9.2.3 VCO特性的改善
9.2.4 利用相位频率型比较器进行相位比较
9.2.5 参考信号电路的具体构成
9.2.6 产生准确的参考信号
9.2.7 PLL低通滤波器参数的计算
9.2.8 相位调整电路
9.2.9 PLL电路响应特性的确认
9.2.10 相位调整电路的设计要点
9.2.11 PSD的设计要点
9.2.12 时间常数电路的设计要点
9.2.13 DC增益与动态余量

9.2.14 矢量运算求振幅和相位
9.2.15 锁相放大器的调整
第10部分锁相放大器的使用方法
10.1 熟练使用锁相放大器
10.1.1 锁相放大器产品的结构
10.1.2 锁相放大器的使用环境
10.1.3 关于参考信号
10.1.4 输入信号的连接方法很重要
10.1.5 输入端的差动平衡
10.1.6 设定动态余量的方法
10.2 锁相放大器应用范围的扩大
10.2.1 检测微小变化
10.2.2 输出信号有跳动时的观测方法
10.2.3 截光器的应用——光测量
10.2.4 光源特性变化的补偿——使用截光器的双光束法
10.3 利用锁相放大器的应用测量
10.3.1 广阔的微小信号测量领域
10.3.2 在红外分光光度计中的应用
10.3.3 在2次量子光分光分析中的应用
10.3.4 在光声光谱仪中的应用
10.3.5 在超导材料评价中的应用
10.3.6 在金属材料张力试验中的应用
10.3.7 俄歇电子能谱分析技术(Auger Electron Spectroscopy，AES)
10.3.8 在金属探测器中的应用
103.9 在涡流探伤仪中的应用
10.3.10 在RLC测量仪中的应用
10.3.11 在测定化学阻抗中的应用
10.3.12 在电子束测量中的应用

第二阶段模拟(从OP放大器实践电路到微弱信号的处理)

第1部分前置放大器的低噪声技术
1.1 前置放大器应该具备的性能
1.1.1 能够可靠地放大信号
1.1.2 低频电路的输入阻抗要高
1.1.3 前置放大器中采用非反转放大电路
1.2 热噪声(Thermal Noise)
1.2.1 电阻中产生的热噪声
1.2.2 热噪声的性质
1.2.3 噪声的单位——(噪声密度)
1.3 OP放大器电路中产生的噪声
1.3.1 非反转放大电路中产生的噪声
1.3.2 双极晶体管0P放大器与FET输入OP放大器
1.3.3 0P放大器噪声的三个频率范围
1.3.4 用噪声系数NF评价放大器的噪声
1.3.5 噪声系数NF的意义
1.4 前置放大器的频率特性和失真特性
1.4.1 放大电路的频率上限
1.4.2 振幅增大时的频率特性
1.4.3 线性度与失真率
第2部分低噪声前置放大器的设计、制作及评价
2.1 前置放大器的设计
2.1.1 前置放大器
2.1.2 0P放大器(NJM5534)的噪声特性
2.1.3 消除失调漂移的电路
2.1.4 超级伺服电路的积分常数
2.2 前置放大器的调整及特性的确认
2.2.1 直流失调电压及其调罄
2.2.2 增益频率特性的确认
2.2.3 输出大振幅时频率特性的确认
2.2.4 观察过渡响应特性
2.2.5 电路的噪声特性
2.2.6 计算输入换算噪声电压密度
2.2.7 测量输入换算噪声电压密度的频率特性
2.2.8 失真率

第3部分电流输入放大器的设计
3.1 电流输入放大器概述
3.1.1 电流输入放大器
3.1.2 实现电流输入放大器的两种电路
3.1.3 从噪声角度看负反馈电流输入前置放大器的效果
3.1.4 检测大电流的电流输入前置放大器
3.2 负反馈电流输入前置放大器的设计
3.2.1 负反馈电流输入前置放大器的S／N
3.2.2 负反馈电流输入前置放大器的模拟
3.2.3 负反馈电流输入用OP放大器的选择
3.2.4 反馈电阻——大电阻的选择
3.2.5 前置放大器的实装技术
3.3 实际的负反馈电流输入放大器
3.3.1 试制的电流输入放大器的概述
3.3.2 实际特性的测量
3.4 CT中使用的电流输入放大器
3.4.1 测量用电流互感器(CT)的特性
3.4.2 实际的CT用前置放大器

第4部分负反馈电路的解析与电路模拟
4.1 稳定负反馈电路的构成
4.1.1 负反馈电路
4.1.2 负反馈的优点与缺点
4.1.3 开环、闭环及其稳定性
4.1.4 稳定的负反馈电路的相位特性
4.1.5 实际的OP放大器中分布有多个电容器
4.1.6 含有两个滞后要素的情况
4.1.7 具体的模拟例
4.1.8 为了减小高频特性的牺牲，合成两个时间常数
4.1.9 大反馈量下实现稳定的负反馈
4.1.10 给β(反馈)电路追加相位超前补偿
4.2 电容性负载对0P放大器的影响
4.2.1 OP放大器接电容性负载
4.2.2 测量OP放大器的输出阻抗
4.2.3 由厂商提供的宏模型模拟输出阻抗
4.2.4 电容性负载特性的模拟
4.2.5 实际测量电容性负载特性
4.2.6 减小电容性负载影响的电路

第5部分差动放大器技术的应用
5.1 共态噪声的消除
5.1.1 常态噪声与共态噪声
5.1.2 共态噪声转换为常态噪声
5.2 差动放大器
5.2.1 差动放大器
5.2.2 差动放大器与输入电缆的连接
5.2.3 高输入阻抗的FET OP放大器
5.2.4 输入偏置电流的影响
5.2.5 减少输入偏置电流影响的方法
5.2.6 要注意FETOP放大器输入失调电压的温度漂移
5.2.7 差动放大器的性能——共态抑制比
5.3 改良的差动放大器
5.3.1 一个OP放大器的差动放大器
5.3.2 使用多个OP放大器的差动放大器
5.3.3 信号电缆电容成分的影响
5.3.4 消除电缆电容的隔离驱动。
5.3.5 用同相电压驱动电源
5.3.6 差动放大器产品——测试设备用放大器
5.4 差动放大器的实验
5.4.1 制作的前置放大器概述
5.4.2 确定电路的参数
5.4.3 试制的差动放大器的增益一频率特性
5.4.4 制作的差动放大器的CMRR特性
5.4.5 噪声与失真特性
5.4.6 确认电源升压对CMRR特性的改善
第6部分隔离放大器的使用
6.1 隔离放大器的作用
6.1.1 隔离放大器
6.1.2 处理不同电位的信号
6.1.3 切断接地环路
6.1.4 保证安全，防止误动作和事故的扩大
6.2 隔离放大器的结构
6.2.1 ISO放大器的内部结构
6.2.2 应用变压器的ISO放大器
6.2.3 应用光耦合器的ISO放大器
6.2.4 使用电容器的ISO放大器
6.3 隔离放大器的特性
6.3.1 选用ISO放大器的要点
6.3.2 隔离态噪声抑制特性IMRR
6.3.3 绝缘阻抗
6.3.4 ISO放大器的绝缘耐压
6.3.5 ISO放大器的频率特性
6.3.6 ISO放大器的直线性
6.3.7 ISO放大器的噪声
6.3.8 直流失调的温度漂移
6.4 隔离放大器的使用方法
6.4.1 隔离放大器与前置放大器的相对位置
6.4.2 消除噪声的滤波器的配置
6.4.3 不输入无用的高频信号
6.4.4 当噪声源靠近ISO放大器时
6.4.5 ISO放大器的实装——绝缘是重要的问题
6.4.6 外接电源——使用DC／DC转换器
6.4.7 不使用ISO放大器的隔离的方法
6.4.8 输入浮置的信号调节器
6.5 基于光耦合器的非调制型隔离放大器的制作
6.5.1 试制隔离放大器
6.5.2 从分析光耦合器的特性入手
6.5.3 隔离放大器的设计
6.5.4 关于线性传输
6.5.5 测量频率特性
6.5.6 隔离特性IMRR
6.5.7 失真特性与噪声特性
6.5.8 使用保证特性相似的光耦合器

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