儀器電路4-特殊放大電路

儀器電路特殊信號放大電路馮志華中國科學技術(shù)大學精密機械系2008年秋差動放大器主要缺點：輸入阻抗低；電阻匹配困難；共模抑制比不容易做高-+vavbR3

R4R3

R4vo差動放大器-+ViVo+--+-+v1v2vavb

R2RwR2R3

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R4vo全差動放大器差動放大器儀器放大器(IA)儀用放大器的特點現(xiàn)有單片集成儀用放大器:AD621AD623，INA116INA125等，在儀器中得到廣泛的應(yīng)用

差動輸入且輸入阻抗很高結(jié)構(gòu)對稱，適宜于集成化，能達到很高的共模抑制比和較小的溫度系數(shù)放大倍數(shù)調(diào)整容易AD524的內(nèi)部結(jié)構(gòu)四線法-----兩線的缺點+--+-+v1v2vavb

R2R1R2R3

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R4vovrefVi電源地-Vcc+Vcc四線法

－－消除了引線上的壓降+--+-+v1v2vavb

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R4vovrefVi電源地-Vcc+Vcc提供直流通道的例子2+-VoINA116R1R2CapacitiveSensorPolarizingVoltage隔離放大的概念1、對高壓部分的監(jiān)測；2、肌電、腦電等的測量；3、工業(yè)現(xiàn)場的遠程監(jiān)測；4、電路中不同電位的轉(zhuǎn)換輸入公共端輸出公共端輸出端輸出電路輸入電路同相端反相端+-直流？1.開關(guān)電容耦合2.電容隔離柵Ic調(diào)制器

解調(diào)器ISO124使用了比較有特色的調(diào)制與解調(diào)方式。載波頻率在500kHz左右。A1構(gòu)成一個積分器，采用反向端輸入方式，在動態(tài)平衡的情況下，忽略基極電流的影響，必有：否則在積分器的輸出端就會產(chǎn)生一個很大的積分效應(yīng)輸出電壓，但這是不可能存在的。設(shè)ic為恒流源部分對A1的反向輸入端產(chǎn)生的等效電流，且設(shè)占空比增大時的電流方向是流出積分器，設(shè)α為矩形波的占空比。iin為Vin在輸入端產(chǎn)生的電流；這樣：因此這是一個PWM調(diào)制方式。輸入電壓的大小會控制方波的占空比，這里電壓的輸入范圍為-10V到+10V，輸出占空必為0到100%。解調(diào)器解調(diào)器的基本工作原理可用上面對調(diào)制器的分析方法進行分析。輸出端采用了采樣保持電路，主要是為了消除解調(diào)過程中的寄生電壓紋波。3.光耦光耦之線形光耦I(lǐng)2=f(I1);I3=f(I1)I2=I3前提條件：G1和G2性能一致R3=R2Uo=Ui調(diào)制器4.變壓器隔離解調(diào)器ViVo一個簡單的調(diào)制的例子：Ω0》ω隔離放大器的有關(guān)參數(shù)隔離耐受電壓（VISO）也叫介電耐受電壓，它與器件使用的絕緣材料、封裝形式有關(guān)。一般均具有740V---7.5kV的電壓。隔離電壓的測試是很嚴格的，按照UL規(guī)范，一種常用的方法是，在輸入與輸出端加一個60Hz的交流電壓，其大小為：2Viso,測試時間是60秒。寄生電阻（RISO）在輸入和輸出之間等效的直流電阻。測試時所加的電壓不能大于隔離電壓。隔離電容Ciso隔離器件的寄生電容應(yīng)該越小越好。一個10pF的電容，在10MHz的情況下的等效阻抗可以等于：隔離抑制比隔離抑制比(IMR（IMR,IsolationModeRejection)：IMR是一種度量隔離器件對隔離電壓抑制性能的指標。隔離電壓(VIM參見圖1）將在輸出端產(chǎn)生一個干擾輸出。例如，一個直流隔離抑制比為160dB的器件，當隔離電壓為1000VDC的時候，在輸出端所產(chǎn)生的誤差為：103/108=10-5。即10uV。共模抑制比共模抑制比（CMMR）：共模抑制比表示器件對共模信號的抑制能力。它只表示前端放大部分對共模信號的抑制能力，定義與一般電子線路里的一致。5B系列隔離放大器的框圖習題使用儀器放大器可以對微弱的信號進行放大。分析圖中C1,C2,R1,R2的作用;R1、R2的大小由哪些因素決定？C1C2習題分析導線L3的作用。如果熱源有一個共地電勢并與熱電偶形成電接觸，分析導線L3與熱電偶連接點的位置及導線本身的電阻對測量誤差的影響。L3（后面的內(nèi)容為備用資料）91076128311121316+-+-VsVsLOADTOPOWERSUPPLYGROUNDb.ThermocoupleAD5247128311121316+-+-VsVsTOPOWERSUPPLYGROUND9106LOADc.ACCoupledFigure34.IndirectGroundReturnsforBiasCurrentsAD524提供直流通道的例子1+-INA116VoCrystalorCeramicTransducerR1R2VoVoVcmRi1Ri2C1C2Ci2Ci1習題1uA=6.24146×1012

個電子/秒1pA=6.24146×106

個電子/秒1fA=6.24146×103

個電子/秒1aA=6.24146個電子/秒1庫侖相當于6.24146×1018

INA116基極電流3fA1.8萬個電子/秒1000uF的電容，用INA116測量，10年下降1V推導過程屏蔽層驅(qū)動[(V+)+(V-)]/21.開關(guān)電容耦合3.光耦瞬態(tài)抑制(TransientImmunity)瞬態(tài)抑制(TransientImmunity).

這個參數(shù)描述了器件對快變共模信號的抑制能力。如圖2所示，在兩個地之間加一快速上升的電壓，當電壓的幅值足夠大、上升得足夠快的時候，輸出端會產(chǎn)生一個理想狀態(tài)下不應(yīng)該有的輸出。實踐證明這個值的大小與輸入電壓的變化率有關(guān)。把輸出峰值為50mV的情況下輸入端電壓的變化率就看成是順態(tài)抑制能力指標。ISO130具有一個至少