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移动式发电机组传感器系统中放大器的设计

    根据实际的需要,应设计一个放大器与传感器构成传感器系统。放大器起到放大信号的作用,在传感器系统中可以对传感器的输出信号进行放大。在现场测量时要求放大器能够驱动同轴传输电缆,这样可以提高信号传输时的信噪比。放大器的带宽为:10kHz -10MHz,增益40dB。这基本上有些类似于视频放大器的性能指标。
    利用传统的分立器件来构成放大器也是可行的,但必然存在级数多、调试困难等缺点。集成运放选择得合适,既可以达到目标,又有级数少、易调试的优点。放大器既要提供电压放大,又要能有一定的功率输出来驱动75 1的同轴电缆,仅仅靠一级放大难以胜任。因此,需设计一个两级或多级的放大器。
    在高频放大器的设计中,最容易出现的问题就是自激。产生自激的原因一般是:单级反馈运算放大器的传递函数不满足放大器稳定工作的条件以及公共电源、地线及电磁场的相互祸合等。
    单级放大电路的稳定性可采用波特图来判别,比较容易得到满足。只是在高频时,一定要注意反馈电阻的选取,大阻值的电阻较易引起振荡,通常反馈电阻选取在1K以内。
    前后级放大电路通过电源、地线及空间电磁场的相互藕合而引起电路的振荡,是需要特别注意的问题。因此,放大器的电源设计以及印刷板的布局和布线都经过了仔细考虑。各级放大器的电源均有良好的去藕装置,以降低电源的内阻特别是高频时的内阻;并采用一点接地技术,使每一级放大器的信号电流都在本级内形成回路,减小信号电流通过地线时产生的相互祸合;同时,尽量加大了地线面积,以降低地线阻抗;信号线要尽可能的短.尤其是连接输人输出的反馈电阻的连线;输人信号线与输出信号线之间要有一定的距离,以避免相互藕合。
    因放大器工作于强电磁场干扰环境,抗干扰是必须考虑的环节。放大器的外壳采用了铁磁物质和良好导体的双重屏蔽结构;电源变压器采用了C型隔离变压器,并加有交流电源滤波。

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