使用opamp的仪表放大器

仪表放大器是一种附加输入缓冲级的差分放大器。输入缓冲级的增加使得放大器很容易与前一级匹配(阻抗匹配)。仪表是工业测试和测量中常用的仪表。仪表放大器还具有低偏置电压、高共模抑制比、高输入电阻、高增益等特点。典型仪表放大器使用运放的电路图如下所示。

仪表放大器使用aopam

上图给出了基于两个输入之间的差(乘以一个比例因子)提供输出的电路。在电路图中,标有A1和A2的放大器是输入缓冲器。无论如何,这些缓冲阶段的增益不是统一的,因为R1和Rg的存在。标记为A3的运算放大器作为标准差分放大器连接。R3从A3的输出端连接到其非反相输入端是反馈电阻。R2是输入电阻。仪器放大器的电压增益可以用下式表示。

电压增益(Av) = Vo/(V2-V1) = (1 + 2R1/Rg) x R3/R2

如果需要设置来改变增益,用合适的电位器替换Rg。仪表放大器通常用于要求高灵敏度、高精度和稳定性的场合。仪表放大器也可以使用两个运放,但它们很少使用,通常的做法是使用三个运放,如这里所示。使用2个放大器制作仪器放大器的唯一优点是成本低和CMRR提高。

通过对所有电阻使用精密的金属膜电阻,可以实现高增益精度。由于采用了较大的负反馈,放大器具有良好的线性度,通常增益小于10时线性度约为0.01%。输出阻抗也很低,在毫欧姆的范围内。仪表放大器的输入偏置电流由运算放大器A1和A2决定。

一个简化的仪表放大器设计如下图所示。这里标记为R1的电阻被短路,Rg被去掉。这导致了一个完整的系列负反馈路径,A1和A2的增益将是统一的。除去R1和Rg,方程简化为Av = R3/R2。

简化仪表放大器

使用opamp的实用仪表放大器。

下面是一个基于uA 741运算放大器设计的实用仪表放大器电路。放大器从+/-12V DC工作,增益为10。如果你需要一个可变增益,那么用5K POT替换Rg。代替uA741,你可以使用任何opamp,但电源电压必须根据运放的变化。一个LM324运放Ic是一个很好的选择。在LM324内部的4个opamp中,3个可以用于IC1、IC2、IC3,其余一个可以单独使用。这大大减少了PCB尺寸,使电路紧凑。LM324的电源电压可达+/-16V DC。
实用仪表放大电路

仪表放大器是为高输入阻抗和高共模抑制比而优化的差动放大器。仪表放大器通常用于输入小的差分电压和大的共模电压的应用场合。

作者

11评论

  1. shubham

    这是非常重要的信息,我需要它,如果你可以尝试保持实用的知识意味着整个连接,当任何输入被给出时,输出会得到什么,好的,谢谢

  2. 桑杰agarawl

    你能给我推荐一台高达1000兆兆的仪表放大器吗?收获可能是团结。

    桑杰agarawal
    - - -

  3. ramji

    为什么增益总是用分贝来描述?

  4. ramji

    电阻Rg在仪表放大器中的作用是什么?

    • 桑杰agarawl

      这是增益调整。

      顺便说一句,你和内务部的关系。

      桑杰AGARWEAL

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