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：稱重傳感器信號的放大提取稱重傳感器的模型可以用一個惠斯通電橋來描述。沒有壓力時，電橋處于平衡狀態(tài)，Vout+=Vout-=2.5V。承受壓力時，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，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滿壓力量程時參數(shù)計(jì)算R1=R3=R4=1000R2=985 Vout+=2.52V Vout-=2.50V共模信號VCM=2.51V差模信號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此類傳感器信號放大的難點(diǎn)分析“有用”的差模信號非常微弱，因此放大器

2、必須有足夠大的差模增益。“無用”的共模信號很大，因此必須抑制共模增益?！靶盘栐础钡膬?nèi)阻很大，后級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差動放大器的缺點(diǎn)分析缺點(diǎn)1：輸入阻抗低，信號源的內(nèi)阻將會改變電阻網(wǎng)絡(luò)的精確配比，影響差動放大的特性。缺點(diǎn)2：由于電阻網(wǎng)絡(luò)集成于芯片內(nèi)部，帶來阻值精密特性的同時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“差動放大器專題”中，我們明顯“偏心”于反相放大器。同相放大器會引入共模信號，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+差動放大器使用緩沖器A1和A2隔離了信號源的內(nèi)阻A1和A2引入的共模信號由A3構(gòu)成的差動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，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明儀表放大器不能像差動放大器那樣承受超過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明書，切不可僅為滿足自己的增益要求而亂來。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請參考ADI公司編著的儀表放大器