精密仪用放大器INA114
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精密仪用放大器INA114原理及应用
摘要:
INA114是一种通用仪用放大器,尺寸小、精度高、价格低廉,可用于电桥、热电偶、数据采集、RTD传感器和医疗仪器等。INA114只需一个外部电阻就可以设置1
至10000之间的任意增益值,部输入保护能够长期耐受±40V,失调电压低(50μV),漂移小(0.25μV/℃),共模抑制比高(G=1000时为50dB),用激光进行调整,可以在±2.25V的电压下工作,使用电池(组)或5V单电源系统,静态电流最大为3mA。INA114采用8引脚塑料封装或SOL-16表面封装贴件,使用环境温度为-40℃~+85℃。还有就是INA114的电气参数、建立增益、噪声特性、失调/偏移的修正、偏置电压返回路径、输入共模围、输入保护。结束语综上所述,INA114精密仪用放大器精度高、增益围大、性能优良、价格低廉,非常适合于精密仪器的使用。
第一章引言
INA114是美国BURR—BROWN公司推出的精密仪用放大器,具有成本低、精度高通用性强等优点,三运放结构设计,减小了尺寸,拓宽了应用围。利用一个外部电阻器就可在1—10000围进行增益调节,部输入防护可承受高达40V的共模电压而不会损坏。
INA114具有低失调电压(50V)、低漂移(0.25V/C)和高共模抑制比(当G = 1000时为115dB )。能在 2.25V低电源情况下工作,也可用5V单电源工作。静态工作电流最大3mA。
第二章 INA114结构原理及特点
一、特性
1.低失调电压: 最大50V
2.低漂移: 最大0.25V/ C
3.低输入偏流: 最大2nA
4.高共模抑制:最小115dB
5.输入过压保护:40V
6.宽电源围: 2.25 —18V
7.低静态电流: 最大3mA
二、应用
1.电桥放大器
2.热电偶放大器
3.RTD感测放大器
4.医用放大器
5.数据采集
三、结构原理图
INA114结构原理图如图1所示:
图1 结构原理图
-(脚2):信号反向输入端。该端与信号同相输入端(脚3)构成差分输入。1.V
IN
+(脚3):信号同向输入端。
2.V
IN
。
3.增益调整(脚1、8):该端接外接增益调整电阻器R
G
4.V
(脚6):放大器输出端。
O
5.Ref(脚5):参考电压输入端,通常接地。为确保良好的共模抑制,连接必须是低阻抗的,如果一个5 的电阻串接在此脚,将引起共模抑制比典型值下降到80dB(G =1)。
三、工作原理分析
1.三运放仪用放大器电路结构
仪用放大器的三运放结构,是在差动运放的基础上发展起来的一种比较完善的结构形式,如图2所示,其中,A1、A2为同相放大器,A3为差动放大器,三个运放都具有高输入阻抗、高增益、高共模抑制比、低噪声等特性,且A1、A2性能完全匹配。
图2 三运放仪用放大器电路结构
2.工作原理分析
(1)当Ui1单独作用,即Ui2 = 0时:Ui2 = 0, UN = 0
(2)当U i2单独作用(Ui1= 0)时:Ui1 = 0, UM = 0
(3)当Ui1、Ui2同时作用时:
当满足电阻匹配条件,即 R5 = R4 , R7 = R6 , R3 = R2时,输出电压为:
选择R2~R6=R,则增益为:
i1
1
2
1
o1
U
R
R
R
U
+
=
'
i1
1
3
o2
U
R
R
U-
=
'
i2
1
2
1
o2
U
R
R
R
U
+
=
''
i2
1
2
o1
U
R
R
U-
=
''
o1o1o1
U U U
'''
=+122
i1i2
11
R R R
U U
R R
+
=-
o2o2o2
U U U
'''
=+133
i2i1
11
R R R
U U
R R
+
=-
6
o o2o1
4
()
R
U U U
R
=-6123
i2i1
14
()
()
R R R R
U U
R R
++
=-
因此,INA114的增益为: G
R k G Ω
+
=501 其中,R G 是外接电阻器,50k Ω是部两个反馈电阻值的和。
第三章 INA114基本应用简介
一、增益设定
INA114的增益由一个外部电阻RG 设定,常用增益和相应的电阻值表示在图1中。
图3 INA114基本应用连接图
1
21)(413216R R
R R R R R R G +
=++=