数据放大器

姓名: 学号： 班级：

数据放大器

实验目的：1.学习简单的数据放大电路实现方法。

2.熟悉运放在电路中的各种功能和用法。

实验原理：

放大电路比较简单地实现方法是集成运放组成的反相或同相等比例电路，虽然这些电路可以达到较高的精度，但仍不满足一些特殊需求。例如，在测量技术中常需要把桥路的双端输出差模信号放大并

XMM1

XMM2

把它转换成单端输出信号，而且要求电路对共模信号有相当强的抑制力。这种情况下，需采用上图虽是数据放大器电路。

图中虚线的右边是数据放大器，左边是桥路，其中电阻(1)R δ+是电阻型传感器的等效电阻，它的阻值随被测物理量的大小变化，因而X U 也随之改变。X U 和参考电压R U 分别送到数据放大器的两个输入端，作为数据放大器的输入信号，它含有差模成分，也含有共模成分，而且后者往往大于前者，因此数据放大器的共模抑制比必须足够大，才能将误差减小到足够小的程度。

由于本电路最后一级的差动电路在1/f R R 和32/R R 不精确相等时，共模抑

制比急剧下降。所以必须在前级即1A 、2A 组成的电路中，设法将差模信号放大若干倍而对共模输入信号只起跟随作用，那么送到后级的差模信号与共模信号的

幅值之比将得到提高。因此，会降低后级差放电路对电阻匹配精度及芯片性能的要求。在上述电路图中：

电阻1R 上的电流是： 12

11

i i R U U I R -= 运放1A 与2A 输出电压之差是：

1212121(2)o o R U U U R R I =-=+ 则：22121211

22(1)()(1)i i id R R

U U U U R R =+

-=+ 若取2

121

2(1)1000(100,50)R R R k R +

==Ω=Ω，则 2121000()i id id i i U U U U U ==-， 即可将差模信号放大1000倍。

对于共模信号1212()/2ic i i i i U U U U U =+==，电阻1R 的电流等于零，因此

12o o ic U U U ==。

以上结果表明， 1A 和 2A 组成的电路能够将差模信号与共模信号之比提高了212/R R 倍。所以即使后一级电路的共模抑制比不高，电阻的匹配也不很好，任然可以很好的抑制共模信号。 实验内容：

1.设计图如图A 所示，合理选取参数，完成电路的设计及调试。电路图连接如上，参数的选取过程中，应将电压选取在1mV 以下合适。 1、 记录实验数据，完成实验报告。

差模信号的测量：数据记录如下 当(1)R δ+取值为1.8k Ω，则数据记录结果为：

仿真图分析得：，由波形图看出放大倍数为1000倍已接近。

前级放大倍数为（344.063mV ）/（3.536uV ）=97.3 后级的放大倍数为（644.03mV ）/（-63.112mV ）=10.2，理论放大倍数由电路图知应为10倍，可见实验数据记录结果与理论总放大倍数1000倍基本相符，则实验设计合理。 共模信号的测量： 数据记录如下

实验中由数字万用表读出数据的，共模信号

1212()/2ic i i i i U U U U U =+==，电阻1R 的电流等于零，因此12 4.624o o ic U U U mV ===。

共模信号抑制对差模信号的的放大作用是使共模抑制比增大，使放大器的性能越好。

实验结果：

实验完成实验要求使数据放大器完成放大1000倍的调试，实验比较成功。