仪表放大器优势_仪表放大器典型应用及实例
仪表放大器仪表放大器(IA)放大其端点间的电压差它最适合放大
儀表放大器儀表放大器(IA)放大其端點間的電壓差。
它最適合放大疊加在大共模電壓上的小差動訊號。
Input 1R 3+––+R 1R 5–+R 2A1A2A3OutputR 4R 6Gain setGain setInput 2增益由一個單一的電阻來決定。
此電阻值由使用者提供。
V in 1 + V cm R GV in 2 + V cmV out = A cl (V in 2− V in 1)輸出電壓是閉環路增益(由R G 設定)乘以輸入的電壓差。
儀表放大器一些IA 提供了防護來減少雜訊的影響。
在屏蔽上加了共模訊號,雜散電容的影響就有效地消除了。
防護在小訊號傳送放大的應用上,如轉換器介面以及麥克風前置放大器,非常地有用。
儀表放大器AD522 是一個低雜訊的IA,它有一個數據防護的輸出連接到屏蔽,如圖所示。
倚靠R G的變化,AD522 有一個從1 到1000 可程式的增益。
頻率響應下降率為−20 dB/decade。
101001k10k100k1M f (Hz)60 40 20 0 (dB)GainG = 1000G = 100G = 10G = 1AD522 的頻率響應隔離放大器隔離放大器是為了在輸入以及輸出中間提供一個電氣隔離而設計的。
這對危險的應用情況提供了保護。
一個典型的隔離放大器,使用一個高頻已調變的載波頻率來使一個低頻訊號通過隔離障礙。
隔離放大器ISO124 是一個電容耦合的隔離放大器,它使用脈衝頻寬調變來發送數據越過隔離障礙。
ISO124 有固定的單位增益並有1500V rms的隔離能力等級。
其頻率響應定在50 kHz,但是因脈衝頻寬調變產生的高頻漣波或許會在較高的輸出頻率上看到。
輸出波形隔離放大器3656KG 是一個變壓器耦合的隔離放大器,它使用脈衝頻寬調變來發送數據越過隔離障礙。
3656KG可以同時有輸入及輸出增益級。
3656KG適用於病患監聽應用,譬如ECG放大器。
製造商的規格表,會顯示較詳盡的各種應用1的連接圖。
仪表放大器AD623的性能与应用
几盛.F
图 4 放 大低 共模 电压双极性信号
3 设计考虑
在仪表放大器的电路设计中, 卜 以 一些实N 问题 ,
需要考虑 :
" 2 的增益是通过改变编程电阻 R 来实现的 A63 D 1 :
为了使 D2 A 63的输出电压增益精确, 应使 用误差小
图3 单电源教据采集系统
《 是由中国石油天然气集团公司主管、 石油仪器》 中国石油物资装备( 集团) 总公司和西安石油勘探仪器总1 主办, 全面介绍和评论国内外石油仪器、 仪表装备的综合性科技期刊。《 石油仪器》 为中国石油天然气集1} }优 4 ; 1 i 1
、
秀期刊, 陕西省优秀科技期刊一等奖。 《 内容丰宫多彩 栏目新顺多样: 石油仪器》 开辟了理论研究 、 开发设计、 仪器设备、 计算机应用、 测试技术 、 综 述、 使用维修、 技术讲座、 产品信息等灵活多样的栏目, 涉及了勘探、 钻井、 录井、 采油、 炼化等方面的新技术、 } 新_ 艺、 新方法, 信息量大, 覆盖面广, 可满足不同读者的需求。她已成为石油、 地质、 化工等行业获取科技信息的桥 梁, 了解仪器仪表装备动态和市场的窗口, 是用户选购仪器仪表的向导, 是管理决策者的参谋和广大读者及科技
后,D2 可编程设置增益, A6 3 其增益最高可达 1 ( 0! 0倍
A 63 D 2 通过提供极好的随增益增大而增大的交流共模 抑制比(C R ) A C R 而保持最小的误差, M 线路噪声及谐 波将由于共模抑制比在高达20 : 0H 时仍保持恒定而受 到抑制 生然 A 63 D2 在单电源方式进行优化设计, 但 当它工作于双电源( 25 6 ) 仍能提供优良的 士 .一士 V 时, 性能。低功耗(V时 15 W)宽电源电压范围、 3 .m , 满电 源幅 度输 出, A 63成 为电池供 电应用 的理想 使 D2
必须收藏的仪表放大器设计及经典应用方案汇总
必须收藏的仪表放大器设计及经典应用方案汇总
仪表放大器是一种精密差分电压放大器,它源于运算放大器,且优于运算放大器。
仪表放大器把关键元件集成在放大器内部,其独特的结构使它具有高共模抑制比、高输入阻抗、低噪声、低线性误差、低失调漂移增益设置灵活和使用方便等特点,使其在数据采集、传感器信号放大、高速信号调节、医疗仪器和高档音响设备等方面倍受青睐。
本文为大家介绍仪表放大器的设计及经典应用方案。
差分输入/输出低功耗仪表放大器
全差分仪表放大器具有其他单端输出放大器所没有的优势,它具有很强的共模噪声源抗干扰性,可减少二次谐波失真并提高信噪比,还可提供一种与现代差分输入ADC 连接的简单方式。
基于零漂移仪表放大器的传感器电路优化方案
系统设计师喜欢将模拟链路设计得尽可能短,希望以此来提高信号抗外部噪声的能力。
过长的模拟链要求在后续电路中使用特定的信号处理电路。
使用仪表放大器(IA)连接传感器和ADC,在靠近信号源的地方将小信号放大可以改善一些应用的总信噪比,特别是当传感器不靠近ADC 时。
用于数据采集的超高性能差分输出可编程增益仪表放大器
有一种方法可以构建一个强大的模拟前端,以便在单一信号路径中实现衰减和放大,并且提供差分输出来驱动高性能模数转换器,将一个可编程增益仪表放大器,与一个全差分漏斗(衰减)放大器等级联。
该解决方案简单灵活,具有高速特性,并提供出色的精度和温度稳定性。
仪表放大器电路设计
本文从仪表放大器电路的结构、原理出发,设计出四种仪表放大器电路。
仪表放大器应用
此处,A代表输出级增益。 假设 Ry/Re = 1 (即Re和Ry阻值相同)。那么:
图 10. 两个放大器组成的仪表放大电路
由于A值非常高,所以得到:
EL817x仪表放大器产品组功能特性
EL8171、EL8173 简化电路示意图如图 11 所 示,它描绘了输入、输出的轨至轨工作过程。 该电路图同样应用于 EL8170、EL8172,只需 将 PNP 晶体管(Q1-Q4)替换成针对超低输入偏 置电流的 P-沟道 MOSFET。
电压 (IN+和 IN-)的情况下使用。但是输入阻 抗是由 R3 和 R4 的电阻值决定,并不提供高输 入抵抗。这在仪表放大电路中是很常见的。
此外,由于共模抑制比(CMRR)会随着任何有 助于 R4 阻值增加并使 R2 和 R4 失配的源阻抗 而衰减,REF 输入必须由一个非常低的源阻抗 来驱动。
图 4.
(EQ. 5)
VOUT = (IN+ - IN-) × Gain + VREF
(EQ. 2)
x = R4 /(R3 +R4) ×(R1 +R2) /R1 - R2/R1 (EQ. 6)
更糟的情况是,共模抑制比发生在 R4 和 R1 容 差处于最高值、R2 和 R3 处于最低值的时候。 表 1 显示的是增益为 1、10、100 的情况下, 电阻容差与共模抑制比的关系。
电阻 容差
±5% ±1% ±0.1% ±0.01%
表 1.
增益为1 -20.4dB -34.1dB -54.0dB -74.0dB
共模抑制比 增益为10 -15.6dB -28.9dB -48.8dB -68.8dB
仪表放大器MCP6N11入门及应用案例分析
仪表放大器MCP6N11入门及应用案例分析MCP6N11仪表放大器(INA)具有使能/VOS校准引脚(EN/CAL)和几个最小增益选项。
它针对单电源操作进行了优化,支持轨到轨输入(无共模交越失真)和输出性能。
两个外部电阻可用于设置增益,从而最大程度降低增益误差和温度漂移。
参考电压(VREF)可以对输出电压(VOUT)电平移位。
供电电压范围(1.8V至5.5V)足够低,可以支持许多便携式应用。
所有器件在-40°C至+125°C的温度范围内完全满足电气规范。
这些器件具有5个最小增益选项(1、2、5、10或100 V/V)。
这使用户可以针对不同应用来优化输入失调电压和输入噪声。
特性轨到轨输入和输出可通过2个外部电阻设置增益最小增益(GMIN)选项:1、2、5、10或100 V/V共模抑制比(Common Mode Rejection Ratio,CMRR):115 dB(典型值,GMIN = 100)电源抑制比(Power Supply Rejection Ratio,PSRR):112 dB(典型值,GMIN = 100)带宽:500 kHz(典型值,增益= GMIN)供电电流:800ìA/通道(典型值)单通道使能/VOS校准引脚:(EN/CAL)电源:1.8V至5.5V扩展级温度范围:-40°C至+125°C典型应用高端电流传感器惠斯通电桥传感器带电平移位功能的差分放大器电源控制环路设计辅助工具Microchip高级器件选型器(MAPS)演示板应用笔记引脚分配图1模拟信号输入同相和反相输入(VIP和VIM)是低偏置电流的高阻抗CMOS输入。
2模拟反馈输入模拟反馈输入(VFG)是第二个输入级的反相输入。
外部反馈元件(RF和RG)连接到该引脚。
它是带低偏置电流的高阻抗CMOS输入。
3模拟参考输入模拟参考输入(VREF)是第二个输入级的同相输入;它可以将VOUT移位到其所需范围。
仪表放大器AD623(AD627)简介
仪表放大器AD623(AD627)1、放大器性能特点AD623是一款性能非常好的仪表放大器,它有以下特点:·在单电源3——12V下提供满电源幅度输出,使设计更为简单;·虽为单电源工作方式优化设计,但在±——±6V双电源时,仍有优良性能;·增益通过一只外接电阻可方便地调节.无外接电阻时,被设置为单位增益(G=1),接人电阻时,增益可高达1000;·共模抑制比随增益的增加而增大,保持最小误差;(·低功耗,宽电源电压,适合电池供电电路,线性度、温度稳定性、可靠性好;·具有较宽的共模输入范围,可以放大具有低于地电平150mv的共模电压信号;·高精度直流、交流性能。
放大器应用电路AD623(AD627)主要应用于传感器接口、工业过程控制、低功耗医疗仪器、热电偶放大器、便携式供电仪器(AD627)。
·双电源应用。
图1(a)为双电源应用的基本电路,正负电源引脚处接的电容(最好是表面安装的陶瓷片状电容)和10uF电容(最好为钽电解电容)。
·单电源应用。
图1(b)为单电源应用的基本电路,电源引脚处接的电容(最好是表面安装的陶瓷片状电容)和10uF电容(最好为钽电解电容)。
AD623内设以电源为基准的箝位二极管,使得输入端、输出端、基准端、增益调节端能安全地承受高于或低于的过电压。
%AD623设计为驱动10kΩ或以上的负载,如果负载小于10kΩ,则需用一个诸如OPll3的精密单运放作为缓冲器提高驱动能力,如图2。
这时当负载小到600Ω时也能在负载上得到0——4V的输出摆幅。
图3为一AD623工作于单电源方式下双极性信号数据采集系统的应用实例。
在实际应用中,经常遇到将双极性信号放大后送入ADC进行A/D转换的情况,这就需要将双极性信号转换到ADC的有效输入范围内,图3利用AD623的参考电压端相好地解决了这个问题。
仪表放大器的使用
仪表放大器的应用技巧(摘)硬件知识 2009-08-25 10:18 阅读51 评论0字号:大中小Charles Kitchin,Lew Counts美国模拟器件公司长期以来,为仪表放大器供电的传统方法是采用双电源或双极性电源,这具有允许正负输入摆幅和输出摆幅的明显优势。
随著元器件技术的发展,单电源工作已经成为现代仪表放大器一个越来越有用的特性。
现在许多数据采集系统都是采用低电压单电源供电。
对於单电源系统,有两个至关重要的特性。
首先,仪表放大器的输入范围应当在正电源和负电源之间(或接地电压)扩展。
其次,放大器的输出摆幅也应当接近电源电压的两端(R-R),提供一个与电源电压的任一端或地电位相差100mV(或小於100mV)以内的输出摆幅(V-+0.1V~V+-0.1V)。
比较起来,一个标准的双电源仪表放大器的输出摆幅只能与电源电压的任一端或地电位相差1V或2V以内。
当采用5V单电源工作时,这些仪表放大器仅具有1V或2V输出电压摆幅,而真正的R-R输出仪表放大器能提供几乎与电源电压一样高的峰峰输出摆幅。
另一个重要点是单电源或R-R仪表放大器采用双电源仍能工作(甚至更好)并且通常其工作电源电压比传统的双电源器件低。
电源解耦是一个经常被工程师忽视的重要细节。
通常,旁路电容器(典型值为0.1μF)连接在每个IC的电源引脚和地之间。
尽管通常情况适合,但是这在实际应用中可能无效或甚至产生比根本没有旁路电容器更坏的瞬态电压。
因此考虑电路中的电流在何处产生,从何处返回和通过什麽路径返回是很重要的问题。
一旦确定,应当在地周围和其他信号路径周围旁路这些电流。
图1、电源旁路的推荐方法图2、一个没有输入接地返回的AC耦合仪表放大器电路通常,像运算放大器一样,大多数单片仪表放大器都有其以电源的一端或两端为参考端的积分器并且应当相对输出参考端解耦。
这意味著对於每颗晶片在每个电源引脚与仪表放大器的参考端在PCB上的连接点之间应连接一个旁路电容器,如图1所示。
三运放仪表放大器工作原理
三运放仪表放大器工作原理一、三运放仪表放大器简介三运放仪表放大器是一种常用于电子测量与控制系统中的重要电路组件。
它能够提供高精度和稳定性的放大器功能,常用于信号调理、传感器接口、自动控制等领域。
本文将详细探讨三运放仪表放大器的工作原理。
二、三运放仪表放大器的基本结构三运放仪表放大器的基本结构由三个运算放大器、一个稳流源和几个电阻组成。
其中,稳流源提供稳定的直流偏置电流,电阻用于设置放大倍数和偏置电流。
运算放大器则起到信号放大、滤波和输出的作用。
2.1 运算放大器的作用运算放大器是三运放仪表放大器中最关键的元件。
它能够将输入信号放大,并根据反馈电路的设计提供所需的增益和频率响应。
2.2 稳流源的作用稳流源是三运放仪表放大器中的一种特殊电路。
它能够提供预定的电流,用于保持运算放大器工作在合适的工作状态,同时还能提高系统的稳定性。
2.3 电阻的作用电阻在三运放仪表放大器中起到两个主要作用:设置放大倍数和偏置电流。
通过选择适当的电阻值,可以实现所需的放大倍数,并通过电阻网络将输入信号与运算放大器连接。
三、三运放仪表放大器的工作原理三运放仪表放大器通过运算放大器、稳流源和电阻的合理组合,实现对输入信号的放大和调理。
下面将详细讨论其工作原理。
3.1 输入信号放大当输入信号进入三运放仪表放大器时,首先经过电阻网络,将信号与运算放大器连接。
运算放大器将输入信号放大并输出,放大倍数由电阻网络的设计决定。
3.2 滤波在运算放大器输出信号的同时,反馈电阻网络将一部分输出信号反馈到运算放大器的负输入端。
通过合理设计反馈电阻的值,可以实现对输出信号频率特性的调整,从而实现滤波的效果。
3.3 输出经过放大和滤波后的信号将被输出到目标设备或下一级电路中。
输出信号的幅度和频率响应取决于三运放仪表放大器的设计以及反馈电路的参数。
3.4 稳定性和精度三运放仪表放大器在设计时需要考虑稳定性和精度的问题。
通过合理选择运算放大器的参数、稳流源的设计和电阻的匹配,可以提高系统的稳定性和精度。
仪用放大器简介及应用
A2 分别为两个独立的同相放大器, 则还应要求两个独立的
放大器的放大倍数相等, 否则将带来较大的误差.因此, 一般
在仪用放大器中, 如选取 R2R6 为同一电阻 R, 则仪用放大器
的输出增益为
A1=1+
2R R1
.
因 此 , 只 要 改 变 电 阻 R1 的 取 值 大 小 , 即 可 达 到 改 变 放
1 仪用放大器的特点 由于仪用放大器是一种经过优化处理、专门设计的精
密差分放大器, 所以它具有很多独特的优势. 1.1 高共模抑制比
仪用放大器具有能够消除任何共模信号 ( 两输入端电 位 相 同) 而 放 大 差 模 信 号( 两 输 入 端 电 位 不 同) 的 特 性.为 了 使仪用放大器能正常工作, 要求它既能放大微伏级差模信 号, 同时又能抑制几伏的共模信号, 实现这种功能的仪用放 大器必须具有很高的共模抑制能力.共模抑制比的典型值为 70- 100dB.通 常 , 在 高 增 益 时 , CMRR 的 性 能 会 得 到 改 善 , 即 高增益时 CMRR 较高, 低增益时较低. 1.2 较小的线性误差
INA128 用 激 光 来 修 正 微 小 的 失 调 电 压 和 漂 移 , 在 大 多 数应用中都不需要进行外部失调修正.图 3.1 所 示 为 采 用 一 个回路来修正输出偏离电压.在这个结点上必须使用低电阻 来保证良好的共模抑制比, 用一个运算放大器进行缓冲就 可以达到这个目的. 3.3 偏置电压返回路径
通常, 输入失调和比例系数都能通过外部调整加以修 正, 而线性误差则是器件的固有缺陷, 不能用外部调整来消 除.因此, 仪用放大器线性误差小的特点, 是由厂家通过采用 先进生产工艺和芯片结构设计来实现的.线性误差通常用满 刻度的百分比来表示, 对于一个高性能的仪用放大器来说, 线性误差为 0.01%, 有的甚至能达到 0.0001%. 1.3 高输入阻抗
用单端仪表放大器实现全差分输出
问题:我们可以使用仪表放大器生成差分输出信号吗?答案:随着对精度要求的不同提高,全差分信号链组件因出色的性能脱颖而出,这类组件的一个主要优点是可通过信号路由拾取噪声抑制。
由于输出会拾取这种噪声,输出经常会出现误差并因而在信号链中进一步衰减。
此外,差分信号可以实现两倍于同一电源上的单端信号的信号范围。
因此,全差分信号的信噪比(SNR)更高。
经典的三运放仪表放大器具有许多优点,包括共模信号抑制、高输入阻抗和精确(可调)增益;但是,在需要全差分输出信号时,它就无能为力了。
人们已经使用一些方法,用标准组件实现全差分仪表放大器。
但是,它们有着各自的缺点。
图1. 经典仪表放大器。
一种技术是使用运算放大器驱动参考引脚,正输入为共模,负输入为将输出连接在一起的两个匹配电阻的中心。
该配置使用仪表放大器输出作为正输出,运算放大器输出作为负输出。
由于两个输出是不同的放大器,因此这些放大器之间动态性能的失配会极大地影响电路的整体性能。
此外,两个电阻的匹配导致输出共模随输出信号运动,结果可能导致失真。
在设计该电路时,在选择放大器时必须考虑稳定性,并且可能需要在运算放大器上设置一个反馈电容,用于限制电路的总带宽。
最后,该电路的增益范围取决于仪表放大器。
因此,不可能实现小于1的增益。
图2. 使用外部运算放大器生成反相输出。
另一种技术是将两个仪表放大器与输入开关并联。
与前一电路相比,这种配置具有更好的匹配驱动电路和频率响应。
但它不能实现小于2的增益。
该电路还需要精密匹配增益电阻,以实现纯差分信号。
这些电阻的失配会导致输出共模电平的变化,其影响与先前的架构相同。
图3. 使用第二仪表放大器产生反相输出。
这两种方法对可实现的增益以及匹配组件的要求存在限制。
新型交叉连接技术通过交叉连接两个仪表放大器,如图4所示,这种新电路使用单个增益电阻提供具有精密增益或衰减的全差分输出。
通过将两个参考引脚连接在一起,用户可以根据需要调整输出共模。
图4. 交叉连接技术——生成差分仪表放大器输出的解决方案。
单电源供电仪表放大器(范文4篇)
单电源供电仪表放大器(范文4篇)以下是网友分享的关于单电源供电仪表放大器的资料4篇,希望对您有所帮助,就爱阅读感谢您的支持。
单电源供电仪表放大器(1)仪表放大器将两个信号的差值放大。
典型的差模信号来自传感器件,诸如电阻桥或热电偶。
图1示出了仪表放大器的典型应用,来自电阻桥的差模电压被AD620(低功耗,低成本,集成仪表放大器)放大。
在热电偶和电阻桥的应用中,差模电压总是相当小(几毫伏到十几毫伏)。
而两个输入端输入的同极性、同幅值的电压约为 2.5V,还有对测量无用的共模分量,所以理想的仪表放大器应该放大输入端两信号的差值,任何共模分量都必须被抑制。
事实上,抑制共模分量是使用仪表放大器的唯一原因。
实践中,仪表放大器从没有彻底抑制掉共模信号,输出端总会有一些残余成份。
共模抑制比(CMRR)是用来衡量共模信号被放大器抑制程度的一个综合指标,它由下式定义图 1 在一个典型的仪表放大器的应用中,输入共模电压由来自桥的直流偏压(VS/2)和输入线中检拾的任何共模噪声组成。
共模电压的一部分总会出现在仪表放大器的输出端。
式中的Gain是放大器的差模增益,Vcm是输入端存在的共模电压,Vout是输入共模电压在输出端的结果。
代入具体值,如AD620集成仪表放大器所设置增益为10时,CMRR为100dB,图1中共模电压为2.5V,由(1)式求出它在输出端的电压为250m V。
有上面设定,注意到由输入和输出失调电压所引起的输出电压约为 1.5mV,这说明作为误差源,CMRR并没有失调电压重要。
至此,只讨论了直流信号的共模抑制比。
交流和直流共模抑制比在图1中,共模信号可以是稳态的直流电压(如来自电桥的2.5V电压),或是来自外部干扰。
在工业应用中,最普通的外部干扰从50Hz/60Hz输电干线检拾而来(例如来自照明灯,电机或任何在输电干线上运行的设备)。
在不同的测量应用中,仪表放大器输入端的干扰基本相等,因此在这里干扰信号也被看作共模信号,被叠加在输入直流共模电压上,在输出端得到的是这个输入共模信号的衰减形式,衰减程度取决于该频率下的CMRR。
AD693的工作原理和典型应用
AD693的工作原理和典型应用1. 工作原理AD693是一款高性能、低噪声的四路仪表放大器,适用于工业和自动化控制系统中的数据采集和信号放大应用。
其工作原理主要包括以下几个方面:1.1 差分放大器AD693采用了差分放大器的电路结构,通过将输入信号分别连接到正相位和反相位的放大器输入端,实现差分放大功能。
差分放大器可以增加输入信号对共模噪声的抑制能力,提高信号的抗干扰性能。
1.2 可调增益AD693提供了可调增益功能,用户可以通过外部电阻或数字控制信号控制放大器的增益。
这使得AD693可以适应不同的输入信号强度和精度要求。
1.3 压差放大器AD693还集成了压差放大器电路,可以测量两个输入信号之间的差异。
这对于测量压力、液位、流量等应用非常有用。
2. 典型应用AD693可用于多种应用场景,下面列举了其典型的应用案例:2.1 温度测量仪表AD693可通过差分放大器和可调增益功能,将温度传感器输出的微弱信号放大,并通过压差放大器测量温度差异。
这种方案可以提高温度测量的精确度和抗干扰能力,适用于工业自动化中的温度控制系统。
2.2 压力传感器信号放大AD693能够将压力传感器输出的微弱信号进行放大,从而提高信号的灵敏度和稳定性。
它还可以通过差分输入和差分输出结构,有效抑制共模噪声,提高信号的可靠性。
因此,在压力测量和控制领域,AD693被广泛应用。
2.3 液位控制系统AD693可以将液位传感器输出的信号进行放大和处理,以实现对液位的精确测量和控制。
通过差分放大和可调增益功能,AD693可以适应不同液位传感器的输出范围和灵敏度要求,提高测量的准确性和稳定性。
2.4 流量计信号放大AD693可将流量计输出的信号进行放大和处理,以实现对流量的精确测量和控制。
它可以通过差分输入和差分输出结构,抑制在长距离传输中可能引入的电磁干扰,提高信号的稳定性和可靠性。
2.5 数据采集系统AD693可作为数据采集系统中的前置放大器,对微弱的传感器信号进行放大和处理,然后通过AD转换器将信号转换成数字信号,最终通过计算机进行数据处理和分析。
精密仪表放大器INA326327及其应用
有数据正在发送
干扰 能力 。
其 接 口电 路 框 图 如 下
等待!
应用层有数据发送? 同时查询下R状态 S
没 有数据要发送
:
. . …
长度 /类 型和 数
据 ,前 同步 码 和
F C由 R L 0 9 S S T 8 1A
令 可以发送
数据报发送子函数 〔 先通过远程DA M 方式将数据按
制 输 出 电压 幅 度 或 电源 电压 低 的 应 用 场 合 , 为 了降 低 输入 失 调 电压 与 失 调
热 电偶
电压漂移 ,可能要求较 低 的 R 值 。相 2 反地 ,单源 工作时要 求较高 的 R 值 以 2 使 I < 5 A 这 时便 会提 高输人 失调 R 2 u, 2 电压与失调 电压漂移 。电路 条件引起 的
理 , 因而 抑 制 了共 模 输 人 电压 ,且 不
需 要 精 密 匹配 的 电阻 。 图2 示 , 如 所 同
围为:(- - 0 v V )10 v V )2m 一(+ + 0m 并保持 良好的线性 。由于 工A 2/ 2 带有预 N3 63 7
调 整 电阻 网络 , 因此 无 需提 供 精 密 匹
电路 没 有 C O 运 算 放 大 器 常 见 的 N Ms / P 入 级 跨 接 效 应 ,有 着 非 常 好 的 线 输
33 . 输入 偏置 电流回路
虽然 1A 2 / 2 有差分输入端, 3 6 3 7 N
20 0 3第 0 5期
34 A 2 的便能 . I 37 N
与 IA 2 才 比,IA 2 增添 了使 6 目 N3 N 37
1 R 和复 制 自A 的镜像 1 配的电阻,在实现高共模抑制 ( C R 过 R 的 电流 I 1 其 M 的典型值为 14 B 的同时,很大地方 1d ) 便了用户。另外 , 工A 2/ 2 的增益 N 36 3 7
最新-仪表放大器及应用 精品
仪表放大器及应用1概述仪表放大器是一种高增益、直流耦合放大器,它具有差分输入、单端输出、高输入阻抗和高共模抑制比等特点。
差分放大器和仪表放大器所采用的基础部件范文先生网收集整理运算放大器基本相同,它们在性能上与标准运算放大器有很大的不同。
标准运算放大器是单端器件,其传输函数主要由反馈网络决定;而差分放大器和仪表放大器在有共模信号条件下能够放大很微弱的差分信号,因而具有很高的共模抑制比CMR。
它们通常不需要外部反馈网络。
用分离元件构建仪表放大器IA需要花费很多的时间和精力,而采用集成仪表放大器IA或差分放大器则是一种简便而又可行的替换方案。
为了更好的理解仪表放大器IA,了解共模抑制比CMR的重要性,这里以图1所示的惠斯通电桥变送器来进行说明,图1中,R1=R2=R3=R4=5kΩ,激励电压Vex为10V。
这样,在空载条件下,对电桥进行计算可得V1=VexR2/R2+R1,V1=5VV2=VexR3/R3+R4,V2=5V所以V=V1-V2=5V-5V=0V变送器输出就是电桥两个输出端的电压差ΔV。
假定有某个激励加在电桥的4个活动臂上,并使得R1和R4的值有所增加,同时R2和R3的值有所减少;此时若取R1=R4=5001Ω,R2=R3=4999Ω4.999V,实际上,人们所关心的信号是ΔV=V1-V2=2mV。
因此,通过对共模电压CMV进行计算可知即便电桥不平衡,共模电压CMV仍然等于V1+V2,/2=5V。
理想情况下,此电路的输出是Vo=ΔV·Gain。
上述计算表明,在有大的共模信号时,测量一个微弱的电压信号比较困难;而ΔV以mV为单位则可通过测量两个较大的电压信号V2与V1来获得,这两个电压均可在伏特级。
2。
仪用放大器及其应用举例
仪用放大器及其应用举例仪用放大器与很多放大电路一样,都是用来放大信号的用的,但仪用放大电路的特点是,它所测量的信号通常都是在噪声环境下的微小信号。
而噪声通常都是公共模噪声,所以在电路设计要求上,电路有很高的共模抑制比,利用共模抑制比将信号从噪声中分离出来。
因此好的仪用放大器测量的信号能达到很高的精度,在医用设备、数据采集、检测和控制电子设备等方面都得到了广泛的应用。
仪用放大器的输入阻抗非常大——通常达数GΩ,它工作在DC 到约1 MHz 之间。
在更高频率处,输入容抗的问题比输入阻抗更大。
高速应用通常采用差分放大器,差分放大器速度更快,但输入阻抗要低。
大多数仪用放大器采用3个运算放大器排成两级:一个由两运放组成的前置放大器,后面跟一个差分放大器。
前置放大器提供高输入阻抗、低噪声和增益。
差分放大器抑制共模噪声,还能在需要时提供一定的附加增益。
仪用放大器的电路图如下:仪用放大器原理:如上图可知,它是由运放U1、U2按同相输入接法组成第一级差分放大电路,运放U3组成第二级差分放大电路。
在第一级电路中,V1、V2分别加到U1、U2的同相端,R1、R2、R3组成的反馈网络引入负反馈,U1、U2的两端形成虚段和虚断,因而Vr1=V1-V2和VoV1V2V3V4Vp3Vn3Vr1/R1=(V3-V4)/(R1+R2+R3)故有V3-V4=(R1+R2+R3)Vr1/R1=(1+(R2+R3)/R1)*(V1-V2)所以V o=-(R6/R4)*(V3-V4)= -(R6/R4)* (1+(R2+R3)/R1)*(V1-V2) 于是电路的电压增益为Au=V o/(V1-V2)=-(R6/R4)* (1+(R2+R3)/R1)在仪用放大器中,通常R2、R3、R4、R5、R6为给定值,R1为可变电阻器,调节R1的值,即可改变电压增益Au。
仪用放大器的应用举例:仪用放大器在传感器中的应用,电路图如下:在如上电路图中,左边部分是一组电桥,当改变可变电阻器的组织时,输出电压值如下表:由以上数据可知,当电桥中的可变电阻器变化时,打破了电桥的平衡。
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仪表放大器优势_仪表放大器典型应用及实例
随着电子技术的飞速发展,运算放大电路也得到广泛的应用。
仪表放大器是一种精密差分电压放大器,它源于运算放大器,且优于运算放大器。
仪表放大器把关键元件集成在放大器内部,其独特的结构使它具有高共模抑制比、高输入阻抗、低噪声、低线性误差、低失调漂移增益设置灵活和使用方便等特点,使其在数据采集、传感器信号放大、高速信号调节、医疗仪器和高档音响设备等方面倍受青睐。
本文首先介绍了仪表放大器的原理及特点,其次介绍了仪表放大器的优势,最后介绍了仪表放大器典型应用及实例。
仪表放大器的原理仪表放大器电路的典型结构如图1所示。
它主要由两级差分放大器电路构成。
其中,运放A1,A2为同相差分输入方式,同相输入可以大幅度提高电路的输入阻抗,减小电路对微弱输入信号的衰减;差分输入可以使电路只对差模信号放大,而对共模输入信号只起跟随作用,使得共模抑制比得到提高。
这样在以运放A3为核心部件组成的差分放大电路中,在共模抑制比要求不变情况下,可明显降低对电阻R3和R4,Rf和R5的精度匹配要求,从而使仪表放大器电路比简单的差分放大电路具有更好的共模抑制能力。
在R1=R2,R3=R4,Rf=R5的条件下,图1电路的增益为:Au=(1+2R1/Rg)(Rf/R3)。
由公式可见,电路增益的调节可以通过改变Rg阻值实现,仪表放大器典型结构见图1。
仪表放大器的特点仪表放大器是一种高增益、直流耦合放大器,它具有差分输入、单端输出、高输入阻抗和高共模抑制比、低噪声、低线性误差、低失调电压和失调电压漂移、低输入偏置电流和失调电流误差等特点。
仪表放大器的优势1、高共模抑制比
仪表放大器具有能够消除任何共模信号(两输入端电位相同)而放大差模信号(两输入端电位不同)的特性。
为了使仪表放大器能正常工作,要求它既能放大微伏级差模信号,同时又能抑制几伏的共模信号,实现这种功能的仪表放大器必须具有很高的共模抑制能力。
共模抑制比的典型值为70- 100dB.通常,在高增益时,CMRR 的性能会得到改善,即。