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      標簽　>　儀表放大器

      儀表放大器

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      這是一個特殊的差動放大器，具有超高輸入阻抗，極其良好的CMRR，低輸入偏移，低輸出阻抗，能放大那些在共模電壓下的信號。

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      儀表放大器簡介

      　　這是一個特殊的差動放大器，具有超高輸入阻抗，極其良好的CMRR，低輸入偏移，低輸出阻抗，能放大那些在共模電壓下的信號。

      　　構成原理

      　　儀表放大器電路的典型結構如圖1所示。它主要由兩級差分放大器電路構成。其中，運放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，減小電路對微弱輸入信號的衰減；差分輸入可以使電路只對差模信號放大，而對共模輸入信號只起跟隨作用，使得送到后級的差模信號與共模信號的幅值之比（即共模抑制比CMRR）得到提高。這樣在以運放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，電路增益的調節可以通過改變Rg阻值實現。

      儀表放大器百科

      　　這是一個特殊的差動放大器，具有超高輸入阻抗，極其良好的CMRR，低輸入偏移，低輸出阻抗，能放大那些在共模電壓下的信號。

      　　構成原理

      　　儀表放大器電路的典型結構如圖1所示。它主要由兩級差分放大器電路構成。其中，運放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，減小電路對微弱輸入信號的衰減；差分輸入可以使電路只對差模信號放大，而對共模輸入信號只起跟隨作用，使得送到后級的差模信號與共模信號的幅值之比（即共模抑制比CMRR）得到提高。這樣在以運放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，電路增益的調節可以通過改變Rg阻值實現。

      　　特點

      　　● 高共模抑制比

      　　共模抑制比（CMRR） 則是差模增益（ A d） 與共模增益（ Ac） 之比，即：CMRR = 20lg | Ad/ Ac | dB ;儀表放大器具有很高的共模抑制比，CMRR 典型值為 70～100 dB 以上。

      　　● 高輸入阻抗

      　　要求儀表放大器必須具有極高的輸入阻抗，儀表放大器的同相和反相輸入端的阻抗都很高而且相互十分平衡，其典型值為 10^9～10^12Ω。

      　　● 低噪聲

      　　由于儀表放大器必須能夠處理非常低的輸入電壓，因此儀表放大器不能把自身的噪聲加到信號上，在 1 kHz 條件下，折合到輸入端的輸入噪聲要求小于 10 nV/ Hz.

      　　● 低線性誤差

      　　輸入失調和比例系數誤差能通過外部的調整來修正，但是線性誤差是器件固有缺陷，它不能由外部調整來消除。一個高質量的儀表放大器典型的線性誤差為 0. 01 % ，有的甚至低于 0. 0001 %.

      　　● 低失調電壓和失調電壓漂移

      　　儀表放大器的失調漂移也由輸入和輸出兩部分組成，輸入和輸出失調電壓典型值分別為 100μV 和2 mV.

      　　● 低輸入偏置電流和失調電流誤差

      　　雙極型輸入運算放大器的基極電流，FET 型輸入運算放大器的柵極電流，這個偏置電流流過不平衡的信號源電阻將產生一個失調誤差。雙極型輸入儀表放大器的偏置電流典型值為 1 nA～50 pA ；而 FET 輸入的儀表放大器在常溫下的偏置電流典型值為 50 pA.

      　　● 充裕的帶寬

      　　儀表放大器為特定的應用提供了足夠的帶寬，典型的單位增益小信號帶寬在 500 kHz～4 MHz 之間。

      　　● 具有“檢測”端和“參考”端

      　　儀表放大器的獨特之處還在于帶有“檢測”端和“參考”端，允許遠距離檢測輸出電壓而內部電阻壓降和地線壓降（ IR） 的影響可減至最小。

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