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儀表放大器電路分析

CHANBAEK ? 來源:NB硬件實踐知識共享包 ? 作者: 硬件牛馬 ? 2023-12-05 18:14 ? 次閱讀

我們設計放大電路的初衷是放大前端微弱信號輸出,抑制前端干擾信號輸入;

關于普通運算放大器構成的差分放大固然可以抑制共模輸入,放大差分輸入,但是我們還有個器件能夠更好的抑制共模信號,放大差模信號;

這個器件就是儀表放大器,我們可以從手冊中看出,關于共模抑制比CMRR參數比較,CMRR就是差模增益/共模增益,所以差模增益越大,共模增益越小,CMRR就越大;

這個是普通運放LM324的CMRR,最大80dB;

圖片

我們再看下儀表放大器的CMRR,在增益為1時,CMRR最小為80dB,增益越大,CMRR越高,抗干擾能力越強,這正是我們所需要的;

圖片

但是我們再看,價格極貴,這只是部分的;

那么我們看下儀表放大器內部圖:

圖片

故,我們是否可以用普通運放替代,因為普通運放就幾毛錢;電路如下:

我們來分析下:

  1. 由虛短可得,V2 = VA,V1 = VB;
  2. 由虛斷可得,(VA - VB)/R0 = (V02 - V01)/(R1+R2+R0);

則:(V2 - V1)/R0 = (Vo2 - Vo1)/(R1+R2+R0);

圖片

對于后級電路,我們知道是差分放大電路,我們令R3 = R4,R5 = R6;

則:Vo = R6/R4*(Vo2 - Vo1);

我們令R1 = R2;

即Vo = (V2 -V1)(2R2+R0)R6/(R0R4);

當然用普通運放實現和用集成的儀表放大器各有優劣:

  1. 普通運放設計的話,要調試,容易受到外界干擾,但是成本低;外圍電阻需要用到高精度電阻才能達到我們所需效果;
  2. 集成儀表放大器雖然價格貴,但是穩定性和可靠性高;

我們可以根據我們需要來考究;

今天就到這里,謝謝大家閱讀;

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