基于AD620芯片的运算放大器
Q1_对于AD620仪表放大器的使用,这周重新做了实验,实验电路图如下 ...
Q1:对于AD620仪表放大器的使用，这周重新做了实验，实验电路图如下，反馈环节的运放仍然选用LM324，各元件参数标注如图所示：该电路的设计思路是用后面的反馈环节，将直流反馈至AD620的REF端，以在输出信号上加一个反向直流偏置，从而去除差动输入信号里的直流偏置，用以去除极化电压。
按截止频率为1HZ计算得理论上R=2M,C=0.1u，实际调试过程中，将输入直流偏置调至300mv（国家标准要求），输出直流偏置随电阻电容选取的变化而不断减小，当输出几乎没有直流偏置时，确定此时的电阻电容值。
较上周的改进：1.去掉了差动输入端的100K电阻，以避免电阻不匹配而使公模变差模的问题。
2.提供偏置电流的电阻选取的是6M，万用表测得的两只电阻阻值相同，不过肯定还会有些许的误差。
3.调节AD620放大倍数的电阻仍选5.6K，按公式A=1+49.4/5.6=10，电路放大倍数为10倍左右，实验结果有明显改善。
仍然存在的问题：视觉上看不出偏置不代表没有偏置，因为人体输入信号本来就会很小，可能依然会造成较大干扰。
Q2：想要测量一下AD620的共模抑制比，输入共模信号，100mv正弦波，经上述电路测得输出有45mv，分析原因1可能是两只6M的电阻不匹配的问题，于是去掉电阻再次测量，发现输出有60mv。
也就是说共模增益有0.45，此时的共模抑制比10/0.45远远不能满足电路需求。
分析原因2可能是后面的反馈电路带来的影响，将其去掉还是没有明显改善。
想问问老师该如何解决这一问题。
Q3:上周做过了100HZ二阶低通滤波器，这次加以改善和提高，想做三阶巴特沃兹40HZ滤波器，一是为了滤波效果更好，二是为了滤掉50HZ的信号，从而同时抑制50HZ工频干扰，实验电路图如下：软件计算幅频响应曲线（黑线）如下：在实验室能找的电阻电容依次为：14.75K，5.10K,9.82K,0.22u,1u。
实际记录数据如下：Vi=1V从结果上看，基本上满足要求，但是在50HZ处还是有较大的幅频响应，所以，单靠这个电路想要去除工频干扰是不可能实现的。
AD620总结范文
AD620总结范文AD620是一款高性能、低噪声、低输入偏置电流的仪器放大器。
它是由ADI（安尔发）公司设计和生产的，广泛应用于工业、医疗、电信等领域的精确测量和控制系统中。
在这篇总结中，我们将深入探讨AD620的特点、应用和优势。
首先，AD620的特点是它具有高增益、低漂移和低噪声。
这意味着它可以放大微弱的信号，并保持低噪声和漂移，从而提供高精度的测量结果。
AD620的增益范围广泛，可以通过外部电阻和电容的选择来调整增益，满足不同应用的需求。
此外，AD620具有非常低的输入偏置电流，减小了电路中的误差，提高了系统的稳定性和可靠性。
其次，AD620适用于各种精确测量和控制系统。
它的输入电压范围大，可以接收来自传感器、变送器或其他信号源的微弱信号，并可靠地放大。
AD620的应用领域非常广泛，包括温度测量、压力测量、气体浓度检测、心电图放大等。
同时，AD620还可以用于电压供应电路、传感器接口电路和仪表放大电路等。
与其他仪器放大器相比，AD620具有几个显著的优势。
首先，它的低噪声和低漂移特性使得AD620能够提供高精度的测量结果。
其次，AD620的增益范围宽广，可满足不同应用的需求，无需更换芯片或调整电路设计。
此外，AD620的工作电压范围广，可以适应不同的电源供应。
然而，AD620也存在一些局限性。
首先，尽管AD620具有低噪声和低漂移特性，但在一些极端环境下，仍可能受到干扰。
其次，AD620在高频信号放大方面的性能可能相对较弱，不适用于一些高频应用。
最后，AD620的电源电压和电源电流需求较高，因此在应用中需要提供稳定和足够的电源供应。
综上所述，AD620是一款高性能、低噪声、低漂移的仪器放大器，适用于各种精确测量和控制系统。
它的特点包括高增益、低噪声、低漂移和低输入偏置电流。
AD620的广泛应用领域包括工业、医疗、电信等，具有高精度、稳定性和可靠性的优势。
然而，AD620也存在一些局限性，如受到环境干扰、高频信号放大性能较差和对电源供应要求较高等。
高精密仪表用差分运算放大器AD620
Nonlinearity, G = 1–1000 G = 1–100
Gain vs. Temperature
VOUT = –10 V to +10 V, RL = 10 kΩ RL = 2 kΩ
G =1
Gain >12
10,000
1
0.03 0.10 0.15 0.30 0.15 0.30 0.40 0.70
Model
Conditions
AD620A
Min
Typ Max
AD620B
Min
Typ Max
AD620S1
Min
Typ Max
Units
GAIN Gain Range
G = 1 + (49.4 k/RG) 1
Gain Error2 G=1
AD620中文资料
作者：黃凱(2002-05-05)，推薦：徐業良(2002-05-25)。
AD620儀表放大器使用說明在㆒般訊號放大的應用㆗通常只要透過差動放大電路即可滿足需求，然而基本的差動放大電路精密度較差，且差動放大電路㆖變更放大增益時，必須調整兩個電阻，影響整個訊號放大精確度的變因就更加複雜。
儀表放大電路則無㆖述的缺點，本文將先簡介儀表放大電路，然後再說明AD620儀表放大IC 的使用方式及應用範例。
1. AD620儀表放大器簡介圖1儀表放大電路是由㆔個放大器所共同組成，其㆗的電阻R 與R x 需在放大器的電阻㊜用範圍內(1k W ~10k W)。
藉由固定的電阻R ，我們可以調整R x 來調整放大的增益值，其關係式如式(1)所示，唯須㊟意避免每個放大器的飽和現象（放大器最大輸出為其工作電壓±）。
Vdc )(21021V V R R V x -÷÷øöççèæ+= (1)圖1. 儀表放大電路示意圖㆒般而言，㆖述儀表放大器都㈲包裝好的成品可以買到，我們只需外接㆒電阻（即式(1)㆗之R x），依照其㈵㈲的關係式去調整㉃所需的放大倍率即可。
以㆘即介紹AD620儀表放大器的使用方法。
圖2所示為AD620儀表放大器的腳位圖。
其㆗1、8接腳要跨接㆒電阻來調整放大倍率（作用同式(1)㆗之R x），4、7接腳需提供正負相等的工作電壓，由2、3接腳輸入的放大的電壓即可從接腳6輸出放大後的電壓值。
接腳5則是參考基準，如果接㆞則接腳6的輸出即為與㆞之間的相對電壓。
AD620的放大增益關係式如式(2)、式R(3)所示，藉由此㆓式我們即可推算出各種增益所要使用的電阻值了。
G圖2. AD620腳位示意圖14.49+W =GR k G (2) 14.49-W =G k R G (3)AD620的基本㈵點為精確度高、使用簡易、低雜訊，應用㈩分廣泛，表1為AD620的規格㈵性總覽。
AD620放大电路应用仿真结果-001
AD620应用电路仿真-001 AD620是一款仪表放大器，性能指标如图1所示。
图1 AD620的性能指标
AD620的放大倍数只要通过调节1脚和8脚之间的连接电阻R G 就可以调节其放大倍数，放大倍数的调整范围是1到10000，具体的放大倍数G 的计算公式如下：
G=G R K
4.49+1
例如，要使AD620放大1000，则R G 约等于49.4欧。
下面简单举个例子来说明AD620的应用。
示例是AD620对电桥上的微弱信号进行放大的应用，仿真电路如图2所示。
图2AD620电桥信号放大电路
在图2中可以看到，AD620输入端的信号为2.255mV，AD620的放大倍数大约为100倍，放大后的信号为225.59mV。
由此可见，AD620可以将很微弱的信号准确的放大，放大倍数基本上符合理论值。
AD620
AD620
在一般讯号放大的应用中通常只要透过差动放大电路即可满足需求，然而基本的差动放大电路精密度较差，且差动放大电路变更放大增益时，必须满足两个电阻，影响整个讯号放大精确度的变因就更加复杂。
仪表放大电路则无上述的缺点。
AD620仪表放大器的简介：
图1仪表放大电路是由三个放大器所共同组成，其中电阻R 与R X 来调整放大的增益值，其关系式如（1）所示，唯须注意避免每个放大器的饱和现象（放大器最大输出为其工作电压±Vdc ）。
V O = 1+2R R X
V 1−V 2 （1）
一般而言，上述仪表放大器都有包装好的成品可以买到，我们只需外接一电阻（即式（1）中之R X ），
依照其特有的关系式调整至所需
的放大倍率即可。
以下介绍AD620仪表放大器的使用方法。
图2所示为AD620仪表放大器的外围引脚图。
其中1、8脚需跨接一电阻来调整放大倍率（作用同式（1）中之R X），4、7脚需提供正负相等的工作电压，由2、3脚接输入的放大的电压即可从6脚输出放大后的电压值。
5脚则是参考基准，如果接地则第6脚的输为输为与地之间的相对电压。
AD620的放大增益关系如式（2）、式（3）、所示，由此二式我们即可推算出各种增益所要使用的电阻值R G了。
引脚功能如下：
1、8：外接增益调节电阻；
2：反向输入端；
3：同向输入端；
4：负电源；
5：基准电压；
6：共地信号输出；
7：正电源；
G=49.4KΩ
R G
+1 （2）
49.4KΩG−1（3）
R G=。
基于AD620的心电监测放大信号的设计
基于AD620的心电监测放大信号的设计常星【期刊名称】《电子质量》【年(卷),期】2016(0)10【摘要】为了方便人们实时了解心律变化，得到较为准确的心电信号特征。
提出了一种心电放大信号电路的设计，该设计采用低功耗、低成本、高精度仪表放大器AD620将心电信号(ECG)进行数据采集放大后，然后再经过低噪声、高精度、高度运算放大器OP07组成的滤波电路及主放大电路对前级放大的心电信号进行电路处理从而得到较为精确的心电信号。
通过硬件测试系统达到了能够检测心电信好的目的。
设计具有一定的实际应用价值。
%In order to facilitate the people to understand the real-time heart rate variability to obtain more a-ccurate ECG feature.Proposed a ECG signal amplifying circuit design that uses low-power,low cost,high a-ccuracy instrumentation amplifier AD620 theECG(ECG)be enlarged after data col ection,and then through t-he low pass noise,high accuracy,the height of the operational amplifier OP07 filter circuit composed of the m-ain amplifier and preamp on the ECG signal processing circuit to obtain a more accurate ECG.Hardware test system capable of detecting heart Telecom reached a good purpose.Design has some practical value.【总页数】3页(P30-32)【作者】常星【作者单位】陕西理工大学，陕西汉中723000【正文语种】中文【中图分类】TN919【相关文献】1.基于AD620芯片的心电信号检测电路设计 [J], 刘鹏;杨侃;姚莉2.基于AD620的脑电信号预处理电路设计 [J], 张展召;于毅3.基于AD620的微弱信号放大器设计 [J], 窦如凤;井娥林4.基于Multisim 8的弱信号放大电路的设计与仿真 [J], 王振群5.基于Multisim8的弱信号放大电路的设计与仿真 [J], 王振群因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
AD620仪表放大使用说明
作者：黃凱(2002-05-05)，推薦：徐業良(2002-05-25)。
AD620儀表放大器使用說明在㆒般訊號放大的應用㆗通常只要透過差動放大電路即可滿足需求，然而基本的差動放大電路精密度較差，且差動放大電路㆖變更放大增益時，必須調整兩個電阻，影響整個訊號放大精確度的變因就更加複雜。
儀表放大電路則無㆖述的缺點，本文將先簡介儀表放大電路，然後再說明AD620儀表放大IC 的使用方式及應用範例。
1. AD620儀表放大器簡介圖1儀表放大電路是由㆔個放大器所共同組成，其㆗的電阻R 與R x 需在放大器的電阻㊜用範圍內(1k W ~10k W)。
藉由固定的電阻R ，我們可以調整R x 來調整放大的增益值，其關係式如式(1)所示，唯須㊟意避免每個放大器的飽和現象（放大器最大輸出為其工作電壓±）。
Vdc )(21021V V R R V x -÷÷øöççèæ+= (1)圖1. 儀表放大電路示意圖㆒般而言，㆖述儀表放大器都㈲包裝好的成品可以買到，我們只需外接㆒電阻（即式(1)㆗之R x），依照其㈵㈲的關係式去調整㉃所需的放大倍率即可。
以㆘即介紹AD620儀表放大器的使用方法。
圖2所示為AD620儀表放大器的腳位圖。
其㆗1、8接腳要跨接㆒電阻來調整放大倍率（作用同式(1)㆗之R x），4、7接腳需提供正負相等的工作電壓，由2、3接腳輸入的放大的電壓即可從接腳6輸出放大後的電壓值。
接腳5則是參考基準，如果接㆞則接腳6的輸出即為與㆞之間的相對電壓。
AD620的放大增益關係式如式(2)、式R(3)所示，藉由此㆓式我們即可推算出各種增益所要使用的電阻值了。
G圖2. AD620腳位示意圖14.49+W =GR k G (2) 14.49-W =G k R G (3)AD620的基本㈵點為精確度高、使用簡易、低雜訊，應用㈩分廣泛，表1為AD620的規格㈵性總覽。
AD620仪表放大器中文资料
AD620仪表放大器中文资料时间：2009-11-4 17:32:45 点击：1490 作者：未知来源：无AD620 组件介绍10GΩ||2pF，低噪声，此仪表放大器有高输入阻抗： AD620 的基本特点为精确度高、使用简单、，：100dB 高共模具斥比高(CMR)，1.0nAbias current)：Voltage)offset ：50uV，低输入偏移电流(Input 低输入抵补电压( Input低消耗功率：1.3 mA，以及过电压保护等特性应用十分广泛。
的规格特性总览表。
然而会选用它，是因它价格还算可以、增益值大、漂移电位低等，AD620正好符合成本合理及有效放大惠斯顿电桥所输出的微小变化讯号。
备注规格特性项目只需一个电阻即可设定1~1000 增益范围-± 2.3V ~ ±18V 电源供应范围可用电池驱动，方便应用于可携低耗电量Max supply current =1.3mA式器材中-VOFFSET(max)= 50μV 漂低补偿电压：精确度高0.6μV/℃ max. 移电压：-低噪声-转ECG量测与医疗器材、压力量测、V/I 应用场合换、数据撷取系统等。
图3为将选用之仪表放大器IC-AD620 接脚示意图，其中的1、8 接脚要跨接一个电阻来调整放大倍率，然而方程式1为AD620的增益与可调电阻的关系式，由此二式我们即可推算出各种增益所要使用值。
GR的电阻值内部方框图1 AD620图2 AD620引脚功能图图1式 3 图应用电路图：电路减轻射频干扰4 图输入耦合5 图返回地面的偏置电流与AC返回地面的偏置电流与变压器输入耦合6 图返回地面的偏置电流与热电偶输入7 图1.8 mA, ±3 V高精度电压至电流转换器图8共模屏蔽驱动程序9 图基本接地实践图10时间建立测试电路11 图微分驱动程序电路12 图单电源工作5V压力监控电路，可以在图13医疗心电监护仪电路图14封装图：。
基于AD620的微弱信号放大器设计
㊀２０２１年㊀第３期仪表技术与传感器Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ㊀Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ㊀ａｎｄ㊀Ｓｅｎｓｏｒ２０２１㊀Ｎｏ．３㊀基金项目：２０１８年度江苏省考试院考试专项课题（Ｋ－Ｆ２０１８０６）收稿日期：２０２０－０４－０８基于ＡＤ６２０的微弱信号放大器设计窦如凤，井娥林（南京理工大学泰州科技学院，江苏泰州㊀２２５３００）㊀㊀摘要：为了解决微弱信号放大电路中零点漂移㊁放大失真等缺陷，设计了一种基于ＡＤ６２０的高精度微弱信号放大器㊂该放大器是以仪表放大器ＡＤ６２０为核心，辅以电压跟随器和二阶低通滤波电路，来滤除电路中的噪声信号提高放大精度，利用零点漂移电路来调整电路输出零点，保证传感器未动作时，电路输出的放大电压为零㊂实际测试结果表明，该电压放大器精度高，误差小于０．１％，可用于放大各型号传感器输出的微弱信号以及作为传感器的变送器使用㊂关键词：微弱信号；ＡＤ６２０；电压跟随器；零点漂移中图分类号：ＴＰ９３４㊀㊀㊀文献标识码：Ａ㊀㊀㊀文章编号：１００２－１８４１（２０２１）０３－００４５－０３ＤｅｓｉｇｎｏｆＷｅａｋＳｉｇｎａｌＡｍｐｌｉｆｉｅｒＢａｓｅｄｏｎＡＤ６２０ＤＯＵＲｕ⁃ｆｅｎｇ，ＪＩＮＧＥ⁃ｌｉｎ（ＴａｉｚｈｏｕＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｃｉ．＆Ｔｅｃｈ．，ＮＪＵＳＴ．，Ｔａｉｚｈｏｕ２２５３００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｄｅｆｅｃｔｓｓｕｃｈａｓｚｅｒｏｄｒｉｆｔａｎｄａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎｉｎｔｈｅｗｅａｋｓｉｇｎａｌａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔ，ａｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎｗｅａｋｓｉｇｎａｌａｍｐｌｉｆｉｅｒｂａｓｅｄｏｎＡＤ６２０ｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄ，ｔｈｅａｍｐｌｉｆｉｅｒｗａｓｂａｓｅｄｏｎｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎａｍｐｌｉｆｉｅｒＡＤ６２０ａｓｔｈｅｃｏｒｅ，ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔｅｄｂｙｖｏｌｔａｇｅｆｏｌｌｏｗｅｒａｎｄｓｅｃｏｎｄ⁃ｏｒｄｅｒｌｏｗ⁃ｐａｓｓｆｉｌｔｅｒｃｉｒｃｕｉｔ，ｔｏｆｉｌｔｅｒｏｕｔｔｈｅｎｏｉｓｅｏｆｔｈｅｃｉｒｃｕｉｔｓｉｇｎａｌｔｏｉｍｐｒｏｖｅａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎａｃｃｕｒａｃｙ，ｚｅｒｏｄｒｉｆｔｃｉｒｃｕｉｔｗａｓｕｓｄｔｏａｄｊｕｓｔｔｈｅｃｉｒｃｕｉｔｏｕｔｐｕｔ，ｅｎｓｕｒｅｔｈｅｓｅｎｓｏｒｎｏｔｇｅｓｔｕｒｅ，ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔｏｕｔｐｕｔｖｏｌｔａｇｅｉｓｚｅｒｏ．Ｔｈｅｐｒａｃｔｉｃａｌｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｖｏｌｔａｇｅａｍｐｌｉｆｉｅｒｈａｓｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎａｎｄｔｈｅｅｒｒｏｒｉｓｌｅｓｓｔｈａｎ０．１％．Ｉｔｃａｎｂｅｕｓｅｄｔｏａｍｐｌｉｆｙｔｈｅｗｅａｋｓｉｇｎａｌｏｕｔｐｕｔｂｙｖａｒｉｏｕｓｔｙｐｅｓｏｆｓｅｎｓｏｒｓａｎｄａｓａｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒｏｆｓｅｎｓｏｒｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｗｅａｋｓｉｇｎａｌ；ＡＤ６２０；ｖｏｌｔａｇｅｆｏｌｌｏｗｅｒ；ｚｅｒｏｄｒｉｆｔ０㊀引言随着微电子技术㊁传感器技术和集成电路技术的发展，各型号传感器的检测精度显著提高，信号处理电路成为限制传感器测量精度的瓶颈［１］㊂现有的信号放大电路存在精度差㊁零点调节困难等缺陷，不能满足高精度传感器测量系统的要求，因此设计了一种基于ＡＤ６２０的微弱信号放大器㊂该放大器专用于处理各型号传感器输出的微弱电信号㊂以高精度压力传感器（精度０．０５％）为例，采用设计的基于ＡＤ６２０的微弱信号放大器放大压力传感器输出的微弱电信号，利用最小二乘法拟合出相应的正相关数据曲线并将其换算成相应的压力值，以此验证基于ＡＤ６２０的微弱信号放大器的放大精度［２－３］㊂１㊀系统整体设计基于ＡＤ６２０的微弱信号放大器系统包括电压跟随器㊁ＡＤ６２０放大电路㊁零点偏移电路以及低通滤波电路，系统电路框图如图１所示㊂电压跟随器用于提高系统的输入阻抗，确保传感器输出的信号全都作用到后级放大电路上，零点漂移电路用于调整放大器输出的零点，当传感器未动作时输出电压为零，低通滤波电路进一步滤除信号中夹杂的干扰信号，提高系统放大的精度［４］㊂滤波电路输出的信号一方面可通过Ｖ／Ａ转换电路将传感器输出信号转换为４ ２０ｍＡ电流信号供其他仪表使用，另一方面可通过单片机的Ａ／Ｄ转换器采集滤波电路输出的电压信号，最终计算得到传感器受到的压力值㊂图１㊀系统原理图２㊀基于ＡＤ６２０的微弱信号放大器硬件电路设计２．１㊀电压跟随器为了保证传感器输出的信号无损失地输入ＡＤ６２０放大电路中，在传感器输出的２个信号线中加入电压跟随器，电压跟随器具有输入阻抗高和输出阻㊀㊀㊀㊀㊀４６㊀ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＴｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄＳｅｎｓｏｒＭａｒ．２０２１㊀抗低的特点，还可以将传感器与后级电路隔离开，降低传感器失效时对后级电路的影响［５］㊂电压跟随器预处理电路如图２所示㊂图２㊀电压跟随器电路图电压跟随器采用运放ＯＰＡ２２７７，ＯＰＡ２２７７具有极低的失调电压和温漂，非常适用于微弱信号放大电路中㊂Ｒ１８㊁Ｃ２３和Ｒ２５㊁Ｃ２８共同组成了一阶ＲＣ滤波电路，用于滤除传感器输出信号中的干扰信号，最终信号经过电压跟随器后送入ＡＤ６２０放大电路中㊂２．２㊀ＡＤ６２０放大电路ＡＤ６２０是低成本㊁高精度仪表放大器，只需要通过外接１个电阻就可以实现０ １０００的放大倍数［６］，ＡＤ６２０具有低失调电压，低至５０μＶ；低温漂，可低至０．６μＶ／ħ，其次还具有低噪声㊁低输入偏置电流等优点，非常适用于微弱信号的放大㊂ＡＤ６２０放大电路如图３所示㊂图３㊀ＡＤ６２０放大电路图滑动变阻器Ｒｔ用于调节电路的放大倍数，放大倍数，ＡＤ６２０的引脚５接地表示不需要调整零点，本系统为了使得传感器未动作时，放大器输出零，因此需要外接调零电路㊂ＡＤ６２０的输出电压如式（１）所示：ＯＵＴ１＝Ｇ（ＡＤ＋－ＡＤ－）＋ＡＤＪ（１）式中：ＯＵＴ１为ＡＤ６２０放大器输出电压；Ｇ为ＡＤ６２０的放大倍数；ＡＤ＋㊁ＡＤ－分别为传感器输出的２根信号线；ＡＤＪ为零点偏移的调节电压㊂２．３㊀调零电路当传感器未动作时传感器输出的信号中夹杂噪声信号，经过ＡＤ６２０放大后输出的电压值不为零，因此在电路中引入调零电路来调整放大器输出的零点，使得当传感器未动作时，放大器输出电压为０［７－８］㊂调零电路如图４所示㊂图４㊀调零电路图本系统采用的ＯＰＡ２２７７为双通道的精密运放，利用ＯＰＡ２２７７的第１个通道作为反向比例放大电路，如图４中Ｕ１２Ａ，其目的是将正向端输入的＋５Ｖ变为反向端输出的－５Ｖ，因此滑动变阻器Ｒｂ两端的的电压变化范围在－５ ＋５Ｖ之间，再将ＯＰＡ２２７７的第２个通道作为电压跟随器将电压反馈到ＡＤ６２０的ＲＥＦ端，以此来调节零点㊂由式（１）可知，首先通过调节滑动变阻器Ｒｔ来调节系统的放大倍数，然后再调节滑动变阻器Ｒｂ来调整调零电路的输出电压ＡＤＪ，最终使得在传感器未动作时放大器的输出电压为０㊂２．４㊀滤波电路滤波电路是放大器的重要组成部分，为了有效滤除放大器输出信号中的干扰信号，需要利用有源二阶低通滤波电路滤除信号中的干扰信号［９］㊂系统设置低通滤波电路的截止频率为１０ｋＨｚ，放大增益设为１，二阶有源低通滤波电路如图５所示㊂图５㊀滤波放大电路图２．５㊀Ｖ／Ａ转换电路经过二阶有源低通滤波电路后，可利用Ｖ／Ａ转换电路将放大器输出的０ ３．３Ｖ电压转换为４ ２０ｍＡ㊀㊀㊀㊀㊀第３期窦如凤等：基于ＡＤ６２０的微弱信号放大器设计４７㊀㊀电流信号供其他仪表使用［１０］，Ｖ／Ａ转换电路如图６所示㊂图６㊀Ｖ／Ａ转换电路图３㊀系统性能测试经过二阶有源低通滤波器后输出的电压信号已经非常平稳，此时可利用单片机的Ａ／Ｄ转换器进行采集㊂为了验证系统设计的放大器的放大精度和抗干扰性，系统将放大器配合压力传感器一起测试，首先利用固定砝码对整个放大器系统进行标定，可通过最小二乘法拟合出传感器所受压力值与输出电压的线性曲线，最终计算得到压力值，可通过拟合的线性曲线来求出压力值，以此来证明该放大器的放大精度㊂传感器采用高精度（０．０５％）压力传感器，该传感器的量程为０ ９８０Ｎ，传感器实物图如图７所示㊂图７㊀压力传感器实物图将该传感器接入设计的的放大器电路中，首先通过调节滑动变阻器Ｒｔ来调整放大器的放大倍数，再通过调节零点调整电路中的Ｒｂ，当传感器未受压力时使得放大器输出的电压为０㊂将标准砝码放在传感器上，利用高精度万用表测量放大器的输出电压，测试结果如表１所示㊂针对上述数据利用最小二乘法拟合出数据曲线，线性度非常高，得到线性关系式：ｙ＝０．０２７４７ｘ（２）式中：ｙ为所加的砝码质量，ｋｇ；ｘ为放大器输出的电压值，ｍＶ㊂表１㊀压力与输出电压标定实验标准砝码／ｋｇ放大器输出／ｍＶ００５１８２．０１７１１０３６４．０３４１１５５４６．０５１４２０７２８．０６７９２５９１０．０８４７３０１０９２．１０１０３５１２７４．１１９０４０１４５６．１３５１４５１６３８．１５２３５０１８２０．１６８１㊀㊀再根据拟合出的压力－电压数据曲线，推算传感器加载的压力值，测试数据如表２所示㊂表２㊀放大器精度测试加载砝码质量／ｋｇ放大器输出电压／ｍＶ计算得到砝码质量／ｋｇ相对误差／％５１８２．１６２４５．００４０．０８７２５５．００５５７．００５０．０７９３２７．９２１４９．００８０．０９１０３６４．３２４７１０．００８０．０８１５５４６．５５９９１５．０１４０．０９１６５８２．９６３２１６．０１４０．０９１８６５５．８７９１１８．０１７０．０９２０７２８．６４９４２０．０１６０．０８２４８７４．７２００２４．０１９０．０８２５９１０．７３９０２５．０１８０．０７㊀㊀由上述测量数据可知，系统输出的整体误差小于０．１％，由此可见系统设计的放大器精度高，放大器的误差小于０．１％㊂系统设计的微弱信号放大器可作为各型号传感器的变送器，用于调理传感器输出的信号㊂４㊀结束语本文设计了一种基于ＡＤ６２０的微弱信号放大器，该放大器与传统放大器相比具有如下优势：通过选用高精度㊁低温漂的集成放大器芯片进一步提高系统的测量精度；设计了一种新的调理电路实现放大器的零点调节；在放大器的输出中额外引入Ｖ／Ａ转换电路，可将输出电压转换为４ ２０ｍＡ电流信号供其他仪表使用，扩大了该放大器的使用范围㊂实际测试结果表明，该电压放大器精度高，误差小于０．１％，可用于放大各型号传感器输出的微弱信号以及作为（下转第８１页）㊀㊀㊀㊀㊀第３期苏同发等：基于ＬａｂＶＩＥＷ的定向探管电路产品功能自动检测系统８１㊀㊀上１５Ｖ电压信号和５Ｖ电压信号绘制曲线，如图１０所示㊂在１５０ħ高温交流变化供电阶段１４：０６时３套探管电路均出现１５Ｖ电压信号输出关闭现象而５Ｖ电压信号正常输出的现象，并且３个周期测试中该现象持续存在，定位到１５Ｖ电压输出管理模块存在高温失效问题㊂试验结束后，经过专业工程师分析，确定为ＭＢ上１５Ｖ控制模块元器件问题㊂图１０㊀探管ＰＢ上１５Ｖ和５Ｖ信号图５㊀结束语本文对随钻测井系统中的探管电路的生产过程中的可靠性试验进行了分析，并根据ＨＡＳＳ试验要求及探管电路中ＰＢ㊁ＳＣＢ和ＭＢ的测试功能设计并制造了探管电路自动检测系统㊂该系统能够满足３套探管同时测试并根据预先设定的ＨＡＳＳ试验剖面图方案进行自动循环测试，实时显示测试曲线并记录保存，最后形成报表导出㊂试验结果表明，该系统搭配ＨＡＳＳ试验环境箱能够快速调整方案自动进行可靠性试验，及时发现探管电路缺陷，节省了试验准备与测试时间，缩短了试验周期㊂该系统的投入使用为工业自动化系统开发提供一定的参考㊂参考文献：［１］㊀王兴，姜天杰，尚捷．ＤＲＩＬＯＧ随钻测井系统中定向探管的测量质量分析［Ｊ］．石油管材与仪器，２０１５（４）：５３－５６．［２］㊀岳明亮．Ｄｒｉｌｏｇ随钻测井系统在渤海油田的应用［Ｊ］．海洋石油，２０１７（２）：５５－５９．［３］㊀夏俊生．混合集成电路ＨＡＬＴ和ＨＡＳＳ技术应用研究［Ｊ］．环境技术，２０１０（１）：２７－３３．［４］㊀ＨＯＢＢＳＧＫ．Ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ：ＨＡＬＴａｎｄＨＡＳＳ［Ｊ］．Ｑｕａｌｉｔｙ＆ＲｅｌｉａｂｉｌｉｔｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，２０１５，１６（５）：４５１．［５］㊀ＭＣＬＥＡＮＨＷ．ＨＡＬＴ，ＨＡＳＳ，ａｎｄＨＡＳＡＥｘｐｌａｉｎｅｄ：ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ［Ｊ］．Ｔｅｃｈｎｏｍｅｔｒｉｃｓ，２００１，４３（４）：４８９－４９０［６］㊀ＧＲＡＹＫＡ，ＰＡＳＣＨＫＥＷＩＴＺＪＪ．Ｈｉｇｈｌｙａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄｓｔｒｅｓｓｓｃｒｅｅｎｉｎｇ（ＨＡＳＳ）ａｎｄａｕｄｉｔｓ（ＨＡＳＡ）［Ｍ］／／ＮｅｘｔＧｅｎｅｒａ⁃ｔｉｏｎＨＡＬＴａｎｄＨＡＳＳ：ＲｏｂｕｓｔＤｅｓｉｇｎｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓａｎｄＳｙｓ⁃ｔｅｍｓ．ＪｏｈｎＷｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ，Ｌｔｄ，２０１６．［７］㊀陈树学，刘萱．ＬａｂＶＩＥＷ宝典［Ｍ］．北京：电子工业出版社，２０１１．作者简介：苏同发（１９９４ ），硕士研究生，主要研究方向为工业智能制造与自动化系统㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｓｕｔｏｎｇｆａ２０１８＠１６３．ｃｏｍ张朴（１９６６ ），副教授，博士，主要研究方向为传感技术㊁测控系统及信号处理㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｐｕ３４３０＠ｈｕｓｔ．ｅｄｕ．ｃｎ（上接第４７页）传感器的变送器使用，具有很大的实用意义㊂参考文献：［１］㊀钟维，黄启俊，常胜，等．基于ＳＯＰＣ的复合式生理信号检测系统设计［Ｊ］．传感技术学报，２０１４，２７（４）：４４６－４５１．［２］㊀王明，李在军，杨芩玉．基于ＢＰ神经网络的多功能生物电信号检测系统［Ｊ］．电子技术应用，２０１３．３９（６）：３４－３６．［３］㊀戴澜，洪牙茹．用于微信号检测的新型锁定放大器设计［Ｄ］．北京：北方工业大学，２０１８．［４］㊀常星．基于ＡＤ６２０的心电监测放大信号的设计［Ｊ］．电子质量，２０１６，３６（１０）：４１－４４．［５］㊀曹茂永，王霞，孙农亮．仪用放大器ＡＤ６２０及其应用［Ｊ］．电测与仪表，２０００，３６（１０）：４５－４８．［６］㊀孙倩，付虹，杨本全．用于微弱信号检测的锁定放大器设计［Ｊ］．传感器世界，２０１５，２０（６）：３１－３４．［７］㊀虞波．盐胁迫下小麦对氢气分子的生长响应以及植物体内微弱电信号检测系统的开发研制［Ｄ］．临汾：山西师范大学，２０１７．［８］㊀张嘉伟，高瑞祥，杨成，等．一种具有偏置电流温度补偿的弱信号放大电路［Ｊ］．仪表技术与传感器，２０１９（６）：１１０－１１３．［９］㊀邢亚第．基于ＣＴＩＡ的微弱信号放大电路研究［Ｊ］．微机处理，２０１８，３９（４）：５１－５５．［１０］㊀闫岩．微弱直流电压信号的采集与测量系统［Ｄ］．南京：南京信息工程大学，２０１７．作者简介：窦如凤（１９８４ ），硕士，讲师，主要研究方向为光电检测及光伏器件㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｈｕａ１０１３＠ｙｅａｈ．ｎｅｔ井娥林（１９７７ ），硕士，副教授，主要研究方向为电子系统理论与技术㊂。
基于AD620的直流心电放大器设计报告
基于AD620的直流心电放大器设计报告学院：信息科学技术学院专业：10级电子信息工程学号：2010162067指导老师：冉伟刚姓名：张忠基于AD620的直流心电放大器设计报告一．概述心脏是循环系统中重要的器官。
由于心脏不断地进行有节奏的收缩和舒张活动，血液才能在闭锁的循环系统中不停地流动。
心脏在机械性收缩之前，首先产生电激动。
心肌激动所产生的微小电流可经过身体组织传导到体表，使体表不同部位产生不同的电位。
如果在体表放置两个电极，分别用导线联接到心电图机(即精密的电流计)的两端，它会按照心脏激动的时间顺序，将体表两点间的电位差记录下来，形成一条连续的曲线，这就是心电图。
基本心电图如上所示，包含如下几个波段：P波――两心房除极时间P-R间期――心房开始除极至心室开始除极时间QRS波群――全心室除极的电位变化ST段――心室除极刚结束尚处以缓慢复极时间T波――快速心室复极时间本设计由于采用直流供电，功耗较小。
所以可以向着小型化，便携化发展，具有较高的应用价值。
二系统设计心电信号十分微弱，频率一般在0.5—100Hz之间，能量主要集中在17Hz附近，幅度大约在10uV（胎儿）～5mV（成人）之间，所需放大倍数大约为500-1000倍。
而50hz工频信号，极化电压，高频电子仪器信号等等干扰要求心电信号在放大的过程中始终要做好噪声滤除的工作，以下便给出一个整体化框图，力图从多个方面削减这些干扰。
三具体实现1. 导联输入：导联线又称输入电缆线。
其作用是将电极板上获得的心电信号送到放大器的输入端。
心脏电兴奋传导系统所产生的电压是幅值及空间方向随时间变化的向量。
放在体表的电极所测出的ECG信号将随不同位置而异。
心周期中某段ECG描迹在这一电极位置不明显，而在另一位置上却很清楚。
为了完整描述心脏的活动状况，应采用多电极导联方式测量心电信号，基于现在的实验条件及要求，选择3导联方式：左臂（LA），右臂（RA）以及右腿（RL）。
AD620放大器 AD623放大器 仪表放大器 差分放大器 微弱信号放大 原理图和PCB设计
AD620放大器AD623放大器仪表放大器差分放大器微弱信号放大原理图和PCB设计基本原理仪表放大器是差分放大器的一种改良，具有输入缓冲器，不需要输入阻抗匹配，使放大器适用于测量以及电子仪器上。
特性包括非常低直流偏移、低漂移、低噪声、非常高的开环增益、非常大的共模抑制比、高输入阻抗。
仪表放大器用于需要精确性和稳定性非常高的电路。
芯片选型今天要介绍的是AD620和AD623芯片，一款低成本、高精度仪表放大器，仅需要一个外部电阻来设置增益，增益范围为1至10000（ad623为1000）倍。
在管脚上两个芯片是互用的，只是增益的运算公式不一样。
AD620的增益G=49.4kΩ/R G+1，AD623的增益G=100k Ω/R G+1。
增益带宽积参数上也是差不多，都在1M以内，基本是用于低频的信号。
如需较高增益带宽的仪表放大器可以使用AD8421，但是注意芯片管脚不是兼容的。
原理图&3D-PCBAD620的供电范围是大于AD623的，为了兼容AD623芯片我们设计采用了正负5V的供电。
由单电源降压后再转换为负电源。
具体讲解1、单端模式下，P1跳线端子插上跳线帽，R3的阻值选用0欧，IN-直接接地，信号从IN+输入，一般单端输入可以使用SMA座子或者IN+和GND输入信号。
2、单端模式下，R6为IN+的偏置调节电位器，也是单端使用时候的调零电阻。
R7,R8选取10K是为了限制偏置的过度调节。
3、差分输入模式下，需要去掉电位器和P1的跳线帽。
输入端的电阻R3,R5和C1，C3，C5构成的是一个低通滤波器，模块实际没有焊接电容，用户可以根据自己需求焊接。
4、单端和差分模式的放大倍率配置，RG等于R2和R1的并联，实际使用中模块默认为焊接R2固定电阻。
如需滑变调节可将R2电阻去掉，焊接R1电位器即可。
AD620:G=49.4K/RG+1 AD623:G=100K/RG+1。
5、芯片的REF脚是输出电压基准，由于芯片是正负电源供电，这里将REF脚接GND，输出的就是以0为中心。
仪表运放AD620使用总结
在一般信号放大的应用中通常只要透过差动放大电路即可满足需求，然而基本的差动放大电路精密度较差，且差动放大电路变更放大增益时，必须满足两个电阻，影响整个讯号放大精确度的变因就更加复杂。
仪表放大电路则无上述的缺点。
1. AD620仪表放大器简介图1仪表放大电路是由三个放大器所共同组成，其中的电阻R 与R x需在放大器的电阻适用范围內(1kΩ~10kΩ)。
固定的电阻R，我们可以调整R x來调整放大的增益值，其关系式如式（1）所示，注意避免每个放大器的饱和现象（放大器最大输出为其工作电压±Vdc）（1）图1仪表放大电路示意图一般而言，上述仪表放大器都有包装好的成品可以买到，只需外接一电阻（即式中R X），依照其特有的关系式去调整至所需的放大倍率即可。
AD620 仪表放大器的引脚图如图2所示。
其中1、8引脚要跨接一个电阻来调整放大倍率，4、7引脚需提供正负相等的工作电压，由2、3引脚输入的电压即可从引脚6输出放大后的电压值。
引脚5是参考基准，如果接地则引脚6的输出即为与地之间的相对电压。
AD620的放大增益关系式如式（2）、式（3）所示，通过以上二式可推算出各种增益所要使用的电阻值R G。
图2 AD620 仪表放大器的引脚图（2）即（3）AD620的基本特点为精度高、使用简单、低噪声，增益范围1~1000，只需一个电阻即可设定，电源供电范围±2.3V~±18V，而且耗电量低，可用电池驱动，方便应用于可携式仪器中。
2．AD620 仪表放大器基本放大电路图3为AD620电压放大电路图，其中电阻R G需根据所要放大的倍率由式（3-22）求得，图3 AD620电压放大电路图由式（3）可以计算出放大2倍所需要的电阻为49.4 KΩAD620非常适合压力测量方面的应用，如血压测量、一般压力测量器的电桥电路的信号放大等。
AD620 也可以作为ECG测量使用由于AD620 的耗电量低，电路中电源可用3V干电池驱动；也因此AD620 可以应用在许多可携式的医疗器材中。
基于AD620芯片的运算放大器
基于AD620芯片的运算放大器一、设计要求及目的设计一个简单的运算放大电路，信号输入有效频率2KHz以下，放大倍数250-300之间。
为抑制随机噪声，信号放大后再经过一个简单一阶RC低通滤波器，在不损坏有效信号的同时，最大限度滤除噪声。
二、放大电路介绍放大电路是指增加电信号幅度或功率的电子电路。
应用放大电路实现放大的装置称为放大器。
它的核心是电子有源器件，如电子管、晶体管等。
为了实现放大，必须给放大器提供能量。
常用的能源是直流电源，但有的放大器也利用高频电源作为泵浦源。
放大作用的实质是把电源的能量转移给输出信号。
输入信号的作用是控制这种转移，使放大器输出信号的变化重复或反映输入信号的变化。
现代电子系统中，电信号的产生、发送、接收、变换和处理，几乎都以放大电路为基础。
20世纪初，真空三极管的发明和电信号放大的实现，标志着电子学发展到一个新的阶段。
20世纪40年代末晶体管的问世，特别是60年代集成电路的问世，加速了电子放大器以至电子系统小型化和微型化的进程。
现代使用最广的是以晶体管（双极型晶体管或场效应晶体管）放大电路为基础的集成放大器。
大功率放大以及高频、微波的低噪声放大，常用分立晶体管放大器。
高频和微波的大功率放大主要靠特殊类型的真空管，如功率三极管或四极管、磁控管、速调管、行波管以及正交场放大管等。
三、AD620芯片介绍AD620是一款低成本、高精度仪表放大器，仅需要一个外部电阻来设置增益，增益范围为1至10000。
此外，AD620引脚图采用8引脚SOIC和DIP封装，尺寸小于分立式设计，并且功耗较低(最大电源电流仅1.3 mA)，因此非常适合电池供电的便携式(或远程)应用。
AD620具有高精度(最大非线性度40 ppm)、低失调电压(最大50 µV)和低失调漂移(最大0.6 µV/°C)特性，是电子秤和传感器接口等精密数据采集系统的理想之选。
它还具有低噪声、低输入偏置电流和低功耗特性，使之非常适合ECG和无创血压监测仪等医疗应用。
AD620AN
AD620AN: 低漂移、低功耗仪表放大器,增益设置范围1至10000PDIP-8封装AD620是一款低成本、高精度仪表放大器,仅需要一个外部电阻来设置增益,增益范围为1至10,000。
此外,AD620采用8引脚SOIC和DIP封装,尺寸小于分立式设计,并且功耗较低(最大电源电流仅1.3 mA),因此非常适合电池供电的便携式(或远程)应用。
AD620具有高精度(最大非线性度40 ppm)、低失调电压(最大50 µV)和低失调漂移(最大0.6 µV/°C)特性,是电子秤和传感器接口等精密数据采集系统的理想之选。
它还具有低噪声、低输入偏置电流和低功耗特性,使之非常适合ECG和无创血压监测仪等医疗应用。
由于其输入级采用Superβeta处理,因此可以实现最大1.0 nA的低输入偏置电流。
AD620在1 kHz时具有9 nV/√Hz的低输入电压噪声,在0.1 Hz至10 Hz频带内的噪声为0.28 µV峰峰值,输入电流噪声为0.1 pA/ √Hz,因而作为前置放大器使用效果很好。
同时,AD620的0.01%建立时间为15 µs,非常适合多路复用应用；而且成本很低,足以实现每通道一个仪表放大器的设计。
AD620AN 特点∙易于使用通过一个外部电阻设置增益(增益范围：1至10000)宽电源电压范围(±2.3 V至±18 V)具有比三运放IA设计更高的性能提供8引脚DIP和SOIC封装低功耗,最大电源电流为1.3 mA∙低噪声输入电压噪声：9 nV/√Hz(1 kHz)0.28 µV 峰峰值噪声(0.1 Hz至10 Hz)∙出色的直流性能(B级)输入失调电压：50 µV(最大值)输入失调漂移：0.6 µV/°C(最大值)输入偏置电流：1.0 nA(最大值)共模抑制比：100 dB(最小值,G = 10)∙出色的交流特性带宽：120 kHz (G = 100)0.01%建立时间：15 µsAD620AN 功能框图AD620 功能框图AD620AN 技术指标。
AD620仪用放大器原理与应用
1 前
言
2 AD620 主要技术指标
AD620 主要技术指标列表如下: 带宽 : 800 MH z ; 输出 功率 : 2 . 4mW; 功 率增 益: 120dB; 工作电压 : 15V; 静态功耗 : 0 . 48mW; 输入 失调电压 : ! 60 V; 转换速率: 1 . 2V / S ; 封装形式: D IP8 ; 工作温度范围: - 55 ~ + 125
运算放大器历经数十年的发展 , 根据不同的应 用需求主要分化出通用型、 低电压 /低 功耗型、 高速 型、 高精度型等。近年来消费电子、 通讯、 网络等应 用领域的发展对运放产品也提出新的技术要求。 AD620 仪用放大器是美国 AD 公司的产品, 由 于它的超 先进工艺 , 使其最大工作电流为 1 . 3mA, 输 入 失 调 电 压 为 5 V, 输 入 失 调 漂 移 最 大 为 1 V / , 共模抑制 比 93dB , 增 益范围可调, 且调节 方便, 噪声 低。 AD620 的核心是三 级运放电 路, 有 较高的共模抑制比, 温度稳定性好 , 放大频带宽 , 噪 声系数小。且精确度高、 使用简易、 噪声低, 应用十 分广泛。多年来 , AD620 已经成为工业标准的高性 能、 低成本的仪表放大器。 AD620 是一种完整的单 片仪表放大器, 提供 8 引脚 D IP 和 SO IC 两种封装。 AD620是传统 AD524 仪表放大器的第二代产品 , 并 且包含一个改进的传统三级运放电路。经过激光微 调的片内薄膜电阻器 R1 和 R2 , 使用户只需使用一 只外部电阻器便可以设置从 1到 1, 000 任何要求的 增益。最大误差在 0 . 3 % 之内。单片结构和激光 晶圆微调允许电路元器件的精密匹配和跟踪。
AD620仪用放大器原理与应用
仪器放大器AD620性能及其应用
仪器放大器AD 620性能及其应用曹 军(东南大学,南京,210096) 摘要 本文简要概述了单片仪器放大器AD 620的结构原理及其性能特点和主要关系曲线,并给出了一些典型应用。
关键词:仪器放大器 芯片 中图分类法:TN 431.2 TN 72一 引 言 在许多现代电子设备中,如数据采集系统、医疗仪器、信号处理系统等需要对弱信号进行高精度处理的场合,都较普遍地采用了仪器放大器,常用的仪器放大器有传统的三运放仪器放大器和单片仪器放大器,因单片仪器放大器具有高精度、低噪声及易于控制、设计简单等特点而成为设计者优选的对象。
作为著名的模拟电路及数模混合电路的制造商AD 公司为设计者提供了许多性能优良的单片仪器放大器芯片,如AD 524、AD 620、AD 624等已广泛应用到各种电路设计之中,这些芯片的电气性能指标各不相同,但设计方法大同小异。
本文选择增益范围较大,且精度较高的AD 620芯片作一个较为详细的介绍。
二 AD 620简介 AD 620为一个低成本,高精度的单片仪器放大器,为8脚SO I C 塑封外形(图1),其主要特点如表1。
表1供电电源增益选择增益范围最大增益误差%带 宽功 耗±213～±18V 电阻编程1～10k 017%(G =1000)1M H z (G =1,小信号-3dB )最大650mW 输入失调电压输入失调漂移输入偏置电流最小共模抑制比温度范围最大125ΛV 最大1ΛV ℃最大2.0nA 93dB (G =10)0°～70℃ 民品-40°～85℃ 工业品-55°～125℃ 军品第20卷 第3期 1997年9月 电子器件Jou rnal of E lectron D evices V o l .20,N o.3 Sep.1997 尽管AD 620由传统的三运算放大器发展而成,但一些主要性能却优于三运算放大器构成的仪表放大器的设计,如电源范围宽(±2.3～±18V ),设计体积小,功耗非常低(最大供电电流仅1.3mA ),因而适用于低电压、低功耗的应用场合。
AD620放大电路应用仿真结果-001
AD620应用电路仿真-001 AD620是一款仪表放大器，性能指标如图1所示。
图1 AD620的性能指标
AD620的放大倍数只要通过调节1脚和8脚之间的连接电阻R G 就可以调节其放大倍数，放大倍数的调整范围是1到10000，具体的放大倍数G 的计算公式如下：
G=G R K
4.49+1
例如，要使AD620放大1000，则R G 约等于49.4欧。
下面简单举个例子来说明AD620的应用。
示例是AD620对电桥上的微弱信号进行放大的应用，仿真电路如图2所示。
图2AD620电桥信号放大电路
在图2中可以看到，AD620输入端的信号为2.255mV，AD620的放大倍数大约为100倍，放大后的信号为225.59mV。
由此可见，AD620可以将很微弱的
信号准确的放大，放大倍数基本上符合理论值。
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基于AD620芯片的运算放大器
一、设计要求及目的
设计一个简单的运算放大电路，信号输入有效频率2KHz以下，放大倍数250-300之间。
为抑制随机噪声，信号放大后再经过一个简单一阶RC低通滤波器，在不损坏有效信号的同时，最大限度滤除噪声。
二、放大电路介绍
放大电路是指增加电信号幅度或功率的电子电路。
应用放大电路实现放大的装置称为。
它的核心是电子，如、晶体管等。
为了实现放大，必须给放大器提供能量。
常用的能源是，但有的放大器也利用作为泵浦源。
放大作用的实质是把电源的能量转移给。
输入信号的作用是控制这种转移，使放大器输出信号的变化重复或反映输入信号的变化。
现代中，电信号的产生、发送、接收、变换和处理，几乎都以放大电路为基础。
20世纪初，真空的发明和电的实现，标志着电子学发展到一个新的阶段。
2040年代末的问世，特别是60年代的问世，加速了电子放大器以至电子系统小型化和微型化的进程。
现代使用最广的是以晶体管（或场效应晶体管）放大电路为基础的集成放大器。
大功率放大以及高频、微波的低噪声放大，常用分立晶体管放大器。
高频和微波的大功率放大主要靠特殊类型的真空管，如功率三极管或四极管、、速调管、行波管以及正交场放大管等。
三、AD620芯片介绍
AD620是一款低成本、高精度仪表放大器，仅需要一个外部电阻来设置增益，增益范围为1至10000。
此外，AD620引脚图采用8引脚SOIC和DIP封装，尺寸小于分立式设计，并且功耗较低(最大电源电流仅1.3 mA)，因此非常适合电
池供电的便携式(或远程)应用。
AD620具有高精度(最大非线性度40 ppm)、低失调电压(最大50 μV)和低失调漂移(最大0.6 μV/°C)特性，是和传感器接口等精密数据采集系统的理想之选。
它还具有低噪声、低输入偏置电流和低功耗特性，使之非常适合ECG和无创血压监测仪等医疗应用。
由于其输入级采用Superβeta处理，因此可以实现最大1.0 nA的低输入偏置电流。
AD620在1 kHz时具有9 nV/√Hz的低输入电压噪声，在0.1 Hz至10 Hz 内的噪声为0.28μV峰峰值，输入电流噪声为0.1 pA/√Hz，因而作为前置放大器使用效果很好。
同时，AD620的0.01%建立时间为15μs，非常适合多路复用应用；而且成本很低，足以实现每通道一个仪表放大器的设计。
AD620 由传统的三运算放大器发展而成, 但一些主要性能却优于三运算放大器构成的仪表放大器的设计, 如电源范围宽(±2. 3～±18 V ) , 设计体积小, 功耗非常低(最大供电电流仅1. 3 mA ) , 因而适用于低电压、低功耗的应用场合。
AD620 的单片结构和激光晶体调整, 允许电路元件紧密匹配和跟踪, 从而保证电路固有的高性能。
AD620 为三运放集成的仪表放大器结构, 为保护增益控制的高精度, 其输入端的三极管提供简单的差分双极输入, 并采用β工艺获得更低的输入偏置电流, 通过输入级内部运放的反馈, 保持输入三极管的电流恒定, 并使输入电压加到外部增益控制电阻RG上。
AD620 的两个内部增益电阻为
24.7KΩ, 因而增益方程式为
G =49.4 KΩ/RG + 1
对于所需的增益, 则外部控制电阻值为
RG =49.4/(G - 1)kΩ
AD620的引脚图如图一所示：
图1 AD620芯片引脚图
四、运算放大器电路原理图
运算放大电路的原理图如图二所示：
图2 运算放大电路原理图
如上图所示，4、7引脚分别接负正9V电源为AD620提供双电源供电，所以VOUT电压是处于正负9V之间，但因为AD620不是轨到轨运放，所以VOUT
不能达到正负9V。
3、2引脚分别是差模输入信号的正负输入端，其与地之间接一个10K的电阻是为AD620提供偏置电流。
5引脚是参考端，有VOUT=(VIN+-VIN-)G+REF，我们这里将参考端接地。
1、8之间串联的电阻是为改变电路增益，这里将两个390R的电阻并联，并联后的阻值为195R,所以此放大电路的电压增益为G =49.4 KΩ/195R + 1,G=254.3。
6引脚是放大电路的输出端。
该运算放大电路的仿真结果如下图所示：
图3 放大电路仿真结果
可以看出，输入电压的幅度为20mv，经过放大电路放大后的电压幅度为5.08v左右，放大倍数为254
÷，这和设计的放大倍数G=254.3相差很
08
.5=
02
.0
小。
五、一阶低通滤波器设计
滤波器的功能就是允许某一部分频率的信号顺利的通过，而另外一部分频率
的信号则受到较大的抑制，它实质上是一个选频电路。
滤波器中，把信号能够通过的频率范围，称为通频带或通带；反之，信号受到很大衰减或完全被抑制的频率范围称为阻带；通带和阻带之间的分界频率称为截止频率；理想滤波器在通带内的电压增益为常数，在阻带内的电压增益为零；实际滤波器的通带和阻带之间存在一定频率范围的过渡带。
本设计中的滤波器的作用是消除高频噪声的干扰。
由于传感器输入来的信号是低频信号，信号频率在2KHZ 以下，为了消除高频噪声的干扰，需在信号的输出端串接个低通滤波器。
为使电路简单便于应用，这里串接一阶RC 低通滤波器，并将截止频率设计在1.8K 左右。
其电路图如图三所示：
图4 一阶低通滤波器电路图
由RC f c π21=可得该低通滤波器的截止频率为61022.039021-⨯⨯=πc f =1.85K 。
用multisim12仿真出的结果如图四所示，可以看出其-3dB 点大概是1.85K 。
图5 一阶RC 低通滤波器波特图
六、总结
该基于AD620芯片的运算放大电路能有效地放大输入信号，而后置的一阶低通滤波器能消除很大一部分噪声的干扰，该设计能满足预期实验要求。