儀表放大器是一種高增益、直流耦合放大器,它具有差分輸入、單端輸出、高輸入阻抗和高共模抑制比等特點(diǎn)。差分放大器和儀表放大器所采用的基礎(chǔ)部件(運(yùn)算放大器)基本相同,它們?cè)谛阅苌吓c標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算放大器有很大的不同。標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算放大器是單端器件,其傳輸函數(shù)主要由反饋網(wǎng)絡(luò)決定;而差分放大器和儀表放大器在有共模信號(hào)條件下能夠放大很微弱的差分信號(hào),因而具有很高的共模抑制比(CMR)。它們通常不需要外部反饋網(wǎng)絡(luò)。
儀表放大器構(gòu)成原理
儀表放大器電路的典型結(jié)構(gòu)如下圖所示。它主要由兩級(jí)差分放大器電路構(gòu)成。其中,運(yùn)放A1,A2為同相差分輸入方式,同相輸入可以大幅度提高電路的輸入阻抗,減小電路對(duì)微弱輸入信號(hào)的衰減;差分輸入可以使電路只對(duì)差模信號(hào)放大,而對(duì)共模輸入信號(hào)只起跟隨作用,使得送到后級(jí)的差模信號(hào)與共模信號(hào)的幅值之比(即共模抑制比CMRR)得到提高。這樣在以運(yùn)放A3為核心部件組成的差分放大電路中,在CMRR要求不變情況下,可明顯降低對(duì)電阻R3和R4,Rf和R5的精度匹配要求,從而使儀表放大器電路比簡(jiǎn)單的差分放大電路具有更好的共模抑制能力。在R1=R2,R3=R4,Rf=R5的條件下,圖1電路的增益為:G=(1+2R1/Rg)Rf/R3。由公式可見(jiàn),電路增益的調(diào)節(jié)可以通過(guò)改變Rg阻值實(shí)現(xiàn)。
儀表放大器的放大倍數(shù)公式推導(dǎo)
儀表放大器的放大倍數(shù)公式推導(dǎo)如下圖所示
評(píng)論