仪用放大器设计

新疆大学

本科生课程设计任务书

班级：电气094 姓名：加帕尔·艾力

设计题目：仪用放大器设计

要求完成的内容： 1.采用三个运算放大器。由运放A1、A2按同相输入接法组成第一级差分放大器，由运放A3组成第二级差分放大电路。

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2．仪用放大器中的电阻自己选择、计算。

3．仪用放大器中的放大倍数在5-20之间变化。

4．画出电路图。写出详细的计算过程，详细的工作原理。

5．用EDA仿真，画出仿真波形图。

6．

7．

；

—

指导教师：

教研室主任：

一、?

二、概述

仪用放大器是一种具有差分输入和相对参考端单端输出的闭环增益组件，具有差分输出和相对参考端的单端输出。与运算放大器不同之处是运算放大器的闭环增益是由反相输入端与输出端之间连接的外部电阻决定，而仪用放大器则使用与输入端隔离的内部反馈电阻网络。

三、画出电路图

图2-1 仪用放大器原理图

图2-2 INA102脚印展开图

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备注：此脚印展开图中有四个放大器，我们用的是放大器1、2、3。

三、工作原理

仪用放大器是由运放1A 、2A 按同向输入接法组成第一级差分放大电

路，运放3A 组成第二级差分放大电路。在第一级电路中，1v 、2v 分别加到1A 和2A 的同相端，1R 和两个2R 组成的反馈网络，引入了负反馈，两运放1A 、2A 的两输入端形成虚短和虚断，因而有112R v v v =-和1R v /1R ()()3421/2v v R R =-+，故得

()2123411211221R R R R v v v v v R R ⎛⎫+-==+- ⎪⎝⎭

（） 根据式()40211

i i R v v v R =-的关系，可得 ()()4420341233121R R R v v v v v R R R ⎛⎫=--=-+- ⎪⎝⎭

（） 于是电路的电压增益为 …

042123121v v R R A v v R R ⎛⎫==-+ ⎪-⎝⎭

（） 在仪用放大器中，通常2R 、3R 和4R 为给定值，1R 用可变电阻代替，调节1R 的值，即可改变电压增益v A 。

由于输入信号1v 和2v 都是1A 、2A 的同相输入，前已提及，电路出现虚短和虚断现象，因而流入电路的电流等于0，所以输入电阻i R →∞。目前，这种仪用放大器已有多种型号的单片集成电路产品，在测量系统中应用很广。

四、计算

（1）选择参数值：

`

：

~

~

（2）选择电路形式：

（3）画出仿真波形图：

五、结论及特点

通过本次实验对于仪用放大器有了一定的认识本电路的的主要特点是，低失调，地飘移和高稳定增益，高共模抑制比等特点，在仪用放大器中，2R 、3R 和4R 为给定值，可变电阻1R 来调节1R 的电阻值，即可改变电压增益v A 。按照自己的需要调节可调电阻1R ，一定范围内随时改变电压增益v A ，使用很方便。所以，这种仪用放大器已有多种型号的单片集成电路产品，在测量系统中，精密仪器中应用很广。