模擬電路專題2儀表放大器

1、模擬電路專題2儀表放大器典型案例：稱重傳感器信號(hào)的放大提取稱重傳感器的模型可以用一個(gè)惠斯通電橋來(lái)描述。沒有壓力時(shí)，電橋處于平衡狀態(tài)，Vout+=Vout-=2.5V。承受壓力時(shí)，電阻應(yīng)變片發(fā)生形變，導(dǎo)致電阻R2發(fā)生變化。假定滿量程時(shí)，R2將變化15歐。電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室 模擬電路專題2 儀表放大器2滿壓力量程時(shí)參數(shù)計(jì)算R1=R3=R4=1000R2=985 Vout+=2.52V Vout-=2.50V共模信號(hào)VCM=2.51V差模信號(hào)VDM=0.02V電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室 模擬電路專題2 儀表放大器3此類傳感器信號(hào)放大的難點(diǎn)分析“有用”的差模信號(hào)非常微弱，因此放大器

2、必須有足夠大的差模增益。“無(wú)用”的共模信號(hào)很大，因此必須抑制共模增益?！靶盘?hào)源”的內(nèi)阻很大，后級(jí)放大電路的輸入阻抗必須足夠高。電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室 模擬電路專題2 儀表放大器4差動(dòng)放大器的缺點(diǎn)分析缺點(diǎn)1：輸入阻抗低，信號(hào)源的內(nèi)阻將會(huì)改變電阻網(wǎng)絡(luò)的精確配比，影響差動(dòng)放大的特性。缺點(diǎn)2：由于電阻網(wǎng)絡(luò)集成于芯片內(nèi)部，帶來(lái)阻值精密特性的同時(shí)卻限制了放大器增益的調(diào)節(jié)。電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室 模擬電路專題2 儀表放大器5同相放大器構(gòu)成緩沖器在“差動(dòng)放大器專題”中，我們明顯“偏心”于反相放大器。同相放大器會(huì)引入共模信號(hào)，但它能夠“保留”運(yùn)放輸入阻抗高的優(yōu)點(diǎn)。同相放大器的專長(zhǎng)是作為緩沖器

3、使用。電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室 模擬電路專題2 儀表放大器6同相比例放大器緩沖器緩沖器+差動(dòng)放大器使用緩沖器A1和A2隔離了信號(hào)源的內(nèi)阻A1和A2引入的共模信號(hào)由A3構(gòu)成的差動(dòng)放大器消除解決了問題1，但是放大器增益仍難以調(diào)節(jié)電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室 模擬電路專題2 儀表放大器7標(biāo)準(zhǔn)三運(yùn)放儀表放大器在輸入緩沖器中引入增益電阻當(dāng)R5=R6，R1=R2=R3=R4時(shí)，RG不影響網(wǎng)絡(luò)的匹配，可作為外部增益調(diào)節(jié)電阻電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室 模擬電路專題2 儀表放大器8由3片OP07精密運(yùn)放構(gòu)成的儀表放大器*電阻精度0.02%，3ppm/OC*電阻精度1%，100ppm/OC電工電

4、子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室 模擬電路專題2 儀表放大器9電路增益G=101需要匹配極高精度的外部電阻單片儀表放大器AD620實(shí)現(xiàn)相同功能使用集成儀表放大器可以極大的簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)精度、可靠性。集成儀表放大器適合用于噪聲環(huán)境下微弱信號(hào)的采集：壓力、溫度等各種傳感器；心電圖、腦電圖、血壓計(jì)等醫(yī)用設(shè)備。電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室 模擬電路專題2 儀表放大器10RG精度1%，100ppm/OC儀表放大器的其他問題說(shuō)明儀表放大器不能像差動(dòng)放大器那樣承受超過(guò)芯片供電的共模輸入電壓，原因自行分析。增益控制電阻RG的選取需參閱具體芯片說(shuō)明書，切不可僅為滿足自己的增益要求而亂來(lái)。有些儀表放大器不需要RG，設(shè)計(jì)成外接引腳選擇增益的模式，進(jìn)一步提高了精度。更多關(guān)于儀表放大器的知識(shí)請(qǐng)參考ADI公司編著的儀表放大器