※限制过大输入信号的电压限制器(Limiter)

(特征：利用泛用OP增幅器制作)

图27是反相式限制器(Limiter)，本限制器会限制过大电压level的信号输出，使电压维持在一定范围内，藉此避免过大输入造成电路饱和，或是recover发生延迟，进而满足设计规格的输入电压。

图中的限制器电压取决于的Zener电压与顺向电压，若使用一般Zener二极管的话，限制器的电压大约是精度并不高；除此之外频率特性则受限于与Zener二极管两者并联容量，因此大约是左右。限制器未动作时会变成反相增幅器，此时gain则与两者的比几乎完全相同业。

图28是利用voltage follower制成的gain 1非反相式限制器，它的电压与频率特性与几乎与图27的电路相同，OP增幅器同样是使用泛用型增幅器。
　

※Through Rate可变的电路

(特征:可以控制电压信号的站立速度)

若以加速极大的信号控制机器人(robot)的马达(motor)时，不但动作不顺畅而且经常因驱动电路过大充电发生故障，甚至造成电池性能大幅降低等后果。图29是可以调整信号站立速度的Through Rate控制器，该控制器的Through Rate是由的顺向电压(约0.6V)，与的两者相乘算值(时定数)决定，的值越大，输出的变化率亦即Through Rate就越小。

虽然输出信号会归返(return)至的非反相输入端，不过它并不是错排(misprint)所造成，而是输出信号会在反相，所以即使非反相输入也会有归返动作。
　

※低频的正极性峰值检波器(Detector)

(特征:可以获得最大的hold特性)

图30是低频信号用峰值检波器(Detector)的电路，该电路可以hold输入信号最大值之后再输出，如果应用在A-D转换器(Converter)时，它可以忽略它的转换timing，同时还可以收集最大信号level的最大值。
虽然本电路的电荷会从泄漏(leak)，造成输出电压逐渐下跌，不过随着定数的设定，最大可以获得的hold特性。实际使用时基于gain 1动作时也不会振荡等要求，因此通常会将大容量hold用电容负载()与连接，除此之外可以改用低漏电的二极管(Diode)；为防止电荷会从泄漏(leak)，所以必需使用低gate漏电流的。
　

※可消除电源线噪讯的50/60Hz Notch Filter

(特征:利用高阻抗电路接收微弱信号)

医学用检体检测器(sensor)的信号源阻抗通常都非常高，利用阻抗电路接收这类微弱信号时，50~60HzAC线噪讯(line noise)极易渗漏至电路，与信号传输线路附近的AC导线，最后造成检测后果出现严重检测误差。

图31是可作点状(spot)去除50~60Hz频率信号的模拟滤波器(analog filter)电路。如果事先在A-D转换器(converter)前方设置可以去除线频率类的比滤波器，就可使微弱信号作相当程度的增幅，同时还可以获得A-D转换。相较之下噪讯很大时，数字滤波器的A-D转换器动态范围(dynamic range)，会转换成noise level，造成信号的数字转换值分解能大幅下降，而模拟滤波器就无这种困扰。
　

※小直流漂移(drift)的三次Butterworth LPF

(特征:可以解决OP增幅器的直流漂移问题)

图32的LPF可应用在检波器后段的平滑电路等领域，它的cut off特性分别是5Hz时为-3dB，50Hz时为-6dB，100Hz时为-78dB。图中的与输出，并未与line内流动的信号直流成份作直流结合，反而是利用截断直流成份，其结果是造成从OP增幅器的输出，无法维持直流漂移。

本电路的频率特性取决于六个组件；与与cut off无关属于固定值。欲变更cut off频率特性成为1kHz时，必需依照下列顺序计算：

①将E6系列的变更成。
②分别乘上23.5与22，获得与的结果。
③从E24系列中挑选误差为1%的电阻加以调配组合，藉此决定定数。

的阻抗值可从E24系列中挑选2个误差为1%的电阻加以组合决定，根据经验显示通常是以与10k两个电阻作串联连接比较适当。此外图中的电容全部都是误差为5%的皮膜电阻(film condenser)。由于OP增幅器的输出端会产生二倍输入交流信号振幅的交流电压，因此交流信号的最大输入电压，必需是OP增幅器IC最大输出电压的1/2。值得一提的是本电路的OP增幅器是使用等化即使是1，也能够稳定增幅的FET输入type增幅器。必需注意的是信号源阻抗(impedance)必需比低，负载必需比的值高。
　

※小直流漂移(drift)的五次Butterworth LPF

(特征:可获得急峻的特性衰减结果)

图32与图31的LPF都不会输出OP增幅器IC常有的直流漂移。虽然理论尚要求输出平坦性的场合，电容的容量误差必需低于1%，不过实际上只要从误差为5%的电容中挑选容量相同的电容，就可以获得相当程度得平坦性。
　

※频率可程序(programmable)的模拟滤波器

(特征:可利用数字数值改变频率)

图34是利数字数值的设定，构成频率可变的二次状态变量型主动滤波器(active filter)，由于它是利用A-D转换器构成数据收集系统，因此可以轻易改变滤波器的特性频率，此外它还可以利用的两频道(channel)12位multiple line D-A转换器与OP增幅器的与，获得类似频率设定电阻的效果。

本电路的频率设定范围为0Hz~12.25kHz，分解能为2.99Hz/1LSB ，最大频率为10kHz ，Q值为0.707，此时，频率设定分辨率，它的计算方式请参考图下方的式(1)与式(2)。

值的设定是以二次滤波器能使Butterworth显示反应为前提，不过利用DAC7800设定的并不会影响Q值，因此本电路的Butterworth的只有-3dB。虽然Low Pass Filter与Notch的穿透频宽Gain为1，不过Band Pass却高达-3dB；欲改变Q值时，可以利用图下方的式(3)计算。

当对象信号的频率很低时，可以降低Low Pass Filter的cut off频率，藉此提高S/N值，此外相较于频率轴上分布的nano band复数信号，本滤波器可以扫引band pass的，所以可以获得极高的S/N值。

由disk lead构成的状态变量型滤波器，它的电路相当复杂因此实际上并不普及，不过却可以从该电路的各增幅器输出节点，获得如图34中的四种滤波器，由此可知相对于CR定数的误差，由disk lead构成的状态变量型滤波器具有低偏离特性，亦即所谓的低组件感度优点。值得一提的是虽然决定频率的内部电容的容量误差低于0.5%，不过实际上DAC7800的分解析能对设定误差却具有支配性的影响。
　


※大设计自由度的绝缘增幅器

(特征：电源电压宽广设定容易)

图35是利用变压器制成的绝缘增幅器(isolation amplifier)电路。使用时只要将AM变调的输入电压流入变压器一次端，就可以使二次端检测波的输入信号再生。本电路的变调频率为，基本上变调频率取决于电路中的与，gain可利用下式求得：


=10倍

图中的UC3091主要功能是当作switching regulator的二次端错误(error)增幅器使用，它的电源电压范围为。
　

※Low Side电流监视器

(特征：可应用在马达电流或是充电电流的检测)

提供交流马达电流，或是监视流入电池(battery)电路的电流时，经常使用High Side Monitor(监视器)量测电源source，不过图36的电路却是量测电流折返的路径，亦即所谓的Low Side Monitor电路，该电路最大特征是即使被测电路的电压很高，也不需使用分压电路，只需利用低offset就可作高精度量测。

图中的AD8551是 单电源驱动的高精度OP增幅器，offset电压为 ， 为 。

本电路可以利用 检测欲监视的电流 ，接着再用 增幅输出。OP增幅器则使出用具备即使 也可输入的rail to rail特性增幅器，此外offset电压会被当作直接误差加算于检测电压内，因此必需尽量抑制offset电压，例如 为 时会产生 的电压，若直接应用于 offset的增幅器时，就会出现 的量测误差。由于AD8551的offset电压为 ，因此量测误差为 ，同样的偏压(bias)电流流入 时也会产生量测误差，这意味着电流越低相对的精度越高。

由于本电路的输入阻抗非常低，因此对A-D转换器作输入时必需在输出端追加设置缓冲增幅器(buffer amplifier)。

※利用专用IC制作High Side电流监视器

(特征:Line电压为 ，最大电流为 ，精度 )

欲量测变动电源的电流时，电源的折返(return)端往往无法接地，即使能与外筐连接，却经常出现无法插入分流(shunt)电阻的窘境，遇到这种情况时可将分流电阻 插入电源的正极端子，当电流 流动时，就可以检测出 两端产生的电压 与实际电流值。图37是利用专用IC制成的High Side电流监视器电路，它的设计规格如下所示:

电源电压 :。
检测电流 :最大 。
电流检测输出能力 : 。
精度: 以下(假设内部电阻的精度为 左右时)。

如果电源电压很低的话，可以改用由OP增幅器构成的差动增幅器，或是Instrumentation增幅器。必需注意的是高电源电压 ，对超越差动增幅器的输入电压范围却有很大的帮助。
　

※利用Disk Lead组件制作High Side电流监视器

(特征:未使用专用IC，高再现性电路)

图38是利用Disk Lead组件与OP增幅器，制成High Side电流检测电路。它的输出入规格与上述图37完全相同，此外由于本电路未使用专用IC，因此没有组件调度的困扰。

OP增幅器的 型式只要是与偏压电流流入 的方向相同即可。由于 的基准电流会被加算至emitter电流 内，进而成为 误差要因，因此建议读者尽量使用较大的 。 变成零安培之前，晶体管的collect遮断电流，形成 的误差要因。如果 使用P channel的MOSFET的话，精度可以获得大幅提升，不过实际上可供选择的耐高压JFET的种类很少，加上提高精度等考虑，因此本电路采用P channel的MOSFET。

※数百V高压线专用的High Side电流监视器

(特征：利用泛用变压器制作)

由于图37与38的电流监视器可以检测的电源线电压的上限，受限于电路中的半导体耐压程度，为克服这种限制因此出现图39所示的High Side电流检测电路。本电路使用绝缘型增幅器，它的电源电压 最大值是由绝缘型增幅器的耐压程度决定，加上AD202耐压高达 以上，因此使用上有充分的耐压裕度。

本电路的输出入设计规格与则图37完全相同，它是配合shunt电阻 两端产生的电压 增幅后再输出，若以数学模式表示的话，则变成：

决定 精度的AD202的offset电压为，若欲提高精度就需改用专用IC。

※1kV以上高压线专用的High Side电流监视器

(特征：利用泛用变压器制作)

图40是利用泛用直流变压器(DCCT)制成High Side电流检测电路，本电路的输出入设计规格与则图37完全相同；此外基于低offset电压与封装性等考虑，因此采用泛用直流变压器。检测电流的电源线最大电压，取决于DCCT的输出入之间的耐压程度，一般而言泛用直流变压器的耐压通常都超过 ，直线性与定格时的精度则为 左右。图中的HFP2是电压输出型泛用直流变压器，因此 直接使用厂商的推荐值，此外DCCT还可应用在双向电流。

※可输出微弱电流的 转换电路

(特征：利用泛用变压器制作)

图41是可将 的控制电压转换成 微弱电流的 转换电路。本电路主要用途是提供定量微弱电流，促进生物医学检测实验设备的化学反应。如图所示本电路利用 内建的电阻与低偏压OP增幅器 ，达成 的转换精度(不含 的误差)。电路的输出电流下限则取决于基板上的漏电电流，与输出信号与噪讯电流比。此外若追加 的话，电路噪讯可以从 降至 。由于本电路处理的电流属于 等级，因此在 与负载之间的布线pattern内流动的漏电电流，会导致电路产生很大的误差，所以负载与 输入线必需实施guard ring pattern，藉此形成主动驱动模式；值得一提的是若欲增加输出电流的话，就需降低 值。

　

※利用电流输出两信号相乘结果的乘算型转换电路

(特征：利用泛用变压器制作)

图42是利用Analogue Multiplier MPY634构成的转换电路。本电路除了可以处理交流与直流之外，还可以输出与与两输出成比例的电流。实际动作时必需先将传输波插入输入端，接着利用输入的信号成份进行AM变调，最后通过绝缘变压器传至二次端，由于电流会驱动变压器的一次绕线，因此二次端诱发的信号直线性非常好而且偏斜很低。有关MPY634的演算精度，由于最大输出电流为，因此为时的最小值为；此外传输波与变调波两者的频率通常会相隔的间隔。
　

※利用Analogue Multiplier制作乘算电路

(特征：可使绝对值增幅，频率递增)

图43是利用Analogue Multiplier构成的乘算电路。由图中的传达公式可知，乘算电路可以输出模拟信号与两者相乘的积，它的输入范围为工业标准规格的；输出为，演算频宽为。实际应用时必需先用AM变调电路，将传输波输入至，再将变调波波输入至，当信号输入至，可变直流电压输入至的时，就可以发挥电子衰减器(attenuator)或是AGC电路功能；此外它还可以利用自乘连接使正弦波递增，若将相同信号输入至与时，不论输入信号的极性，输出恒时为正而且它的绝对值也会被增幅。
　

※利用Analogue Multiplier制作除算电路

(特征：可在1000:1的信号Level之间作演算)

图44是利用Analogue Multiplier制成的除算电路。例如使具备吸光量的基准光量穿透液体，藉此获得的穿透光量对具有比例性关系，因此只要计算，即使发生变化也可以求出。

理论上如果分母接近0的话，分母与分子的比会跟着变大，进而造成演算误差增加，然而实际上的分子，分母大约是，也就是说100:1是分子与分母两者最大比例的上限。

对可控制大幅gain的AGC电路而言，低控制输入电压比较适合当作无限制的乘算电路，因为分母接近0时计算器会显示「error」，输出会出现不稳定或是波动等现象。
　

※利用Analogue Multiplier制作平方根演算电路

(特征：可以补正二次系数)

图45是利用Analogue Multiplier制成的平方根演算电路。本电路可以有效补正二次系数。例如热敏电阻RTD通常会与一般电串联(RTD的另一端接地)并施加电压，因此能获得与RTD两端温度呈比例而且具备二次系数的电压，若取该电压的平方根时，RTD的输出就会变成直线性。
　

※C-V转换电路

(特征：电荷变化量转换成电压)

图46是C-V转换电路，该电路可处理以压电组件为参数(element)的加速型传感器的输出信号。由于图中的被设定成，而且OPA124的保证最大输出振幅为(负载为时)，换句话说本电路并不适合处理以上的电荷(所谓的是指电容的两端发生电压时的电荷量)。

由于的偏压会消耗上述device的电荷，因此本电路采用OPA124低偏压电流增幅器，它的第三pin可以输入传感器的信号，第四pin为负电源，如果长期放置可能会因湿气与尘埃造成漏电电流，因此C-V转换电路必需作guard ring pattern设计(图47)。
　

※对数、逆数转换电路

(特征：可处理以上，大动态范围的信号)

图48是对数转换电路。本电路可用每位数为1V的方式，转换输入的变化量，同时还可以处理超过五位数的信号。
本电路具备电压输入(可cover五位数)与电流输入(可cover六位数)，由于可直接与photo diode等电流输出型传感器连接，因此非常适合应用在光量变化超过的穿透光之类的分析仪器。

本电路的后方若连接A-D转换器时，即使12位左右的分辨率，亦可获得实际动态范围(dynamic range)。

图49是可以使对数重迭的电压信号，折返至可支持自然数的逆对数转换电路内，由于逆对数转换电路会将与视为变量，因此本电路也可以当作任意n次方电路使用，例如CPU无法进行的实时(real time)演算，都是逆对数转换电路适用的范畴。虽然逆对数转换电路会输出反比例特性，不过只要插入反相增幅器，就可以获得正比例的关数。
　

※F-V/V-F转换电路

(特征：适用于绝缘数据的送收信)

图50的V-F转换器(以下简称为VFC)可将0~ 10V的输入电压，转换成0~100kHz的脉冲频率。若将VFC320的第7脚架(pin)pull up成 5V的话，转换器就可以直接与标准逻辑(logic)电路作接口。

图51的F-V转换器(以下简称为FVC)可将的的脉冲频率转换成电压，此外不改变VFC320周围的定数，只需变更部份的脚架布线就可变成FVC。

如果利用CPU的invent counter计算(count)VFC的输出，VFC就可当作抗噪讯的AD转换器使用；如果FVC与photo interrupter组合的话，就可变成可将马达转速转换成模拟电压的转换电路。