仪表放大器构成原理

2021年10月18日
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摘要

仪表放大器其实就是一种专门使用在各个电路的当中的一种特殊的差动放大器装置。随着现在科学技术的不断发展,在各个行业当中科技的应用也是在编的越来越多,科技的广泛应用使得产品的研发生产也是在变的更加的先进化。

仪表放大器其实就是一种专门使用在各个电路的当中的一种特殊的差动放大器装置。随着现在科学技术的不断发展,在各个行业当中科技的应用也是在编的越来越多,科技的广泛应用使得产品的研发生产也是在变的更加的先进化。 仪表放大器 目录

1、仪表放大器构成原理

2、仪表放大器的设计要点

3、仪表放大器特点

1仪表放大器构成原理

仪表放大器电路的典型结构如图1所示。它主要由两级差分放大器电路构成。其中,运放A1,A2为同相差分输入方式,同相输入可以大幅度提高电路的输入阻抗,减小电路对微弱输入信号的衰减;差分输入可以使电路只对差模信号放大,而对共模输入信号只起跟随作用,使得送到后级的差模信号与共模信号的幅值之比(即共模抑制比CMRR)得到提高。这样在以运放A3为核心部件组成的差分放大电路中,在CMRR要求不变情况下,可明显降低对电阻R3和R4,Rf和R5的精度匹配要求,从而使仪表放大器电路比简单的差分放大电路具有更好的共模抑制能力。在R1=R2,R3=R4,Rf=R5的条件下,图1电路的增益为:G=(1+2R1/Rg)Rf/R3。由公式可见,电路增益的调节可以通过改变Rg阻值实现。

仪表放大器构成原理

仪表放大器构成原理

2仪表放大器的设计要点

(1)注意关键元器件的选取,要注意使运放 的特性尽可能一致;选用电阻时,应该使用低温度系数的电阻,以获得尽可能低的漂移;对 R3,R4,R5 和 R6 的选择应尽可能匹配.
(2)要注意在电路中增加各种抗干扰措施,比如在电源的引入端增加电源退耦电容,在信号输入端增加 RC 低通滤波或在运放 A1,A2 的反馈回路增加高频消噪电容,在 PCB 设计中精心布局合理布线,正确处理 地线等,以提高电路的抗干扰能力,最大限度地发挥电路的性能.

仪表放大器的设计要点

仪表放大器的设计要点

3仪表放大器特点

1、高共模抑制比 
共模抑制比(CMRR) 则是差模增益( A d) 与共模增益( Ac) 之比,即:CMRR = 20lg | Ad/ Ac | dB ;仪表放大器具有很高的共模抑制比,CMRR 典型值为70~100 dB 以上。
2、高输入阻抗 
要求仪表放大器必须具有极高的输入阻抗,仪表放大器的同相和反相输入端的阻抗都很高而且相互十分平衡,其典型值为109~1012Ω.
3、低噪声 
由于仪表放大器必须能够处理非常低的输入电压,因此仪表放大器不能把自身的噪声加到信号上,在1 kHz 条件下,折合到输入端的输入噪声要求小于10 nV/ Hz.
4、低线性误差 
输入失调和比例系数误差能通过外部的调整来修正,但是线性误差是器件固有缺陷,它不能由外部调整来消除。一个高质量的仪表放大器典型的线性误差为0. 01 % ,有的甚至低于0. 0001 %.
5、、低失调电压和失调电压漂移 
仪表放大器的失调漂移也由输入和输出两部分组成,输入和输出失调电压典型值分别为100μV 和2 mV。

仪表放大器特点

仪表放大器特点

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