差分放大器测量高电压

差分放大器测量高电压

图1 示出了测量大信号的两种方法。第一种方法包括一个双电阻分压器

和一个输出缓冲；第二种方法包括一个具有很大衰减的反相器。这两种方法都

会引起测量误差，因为只有一只电阻器消耗功率而发热。这种电阻的自热和相

关的变化会导致很大的线性误差。这些方法的另一个问题与放大器有关。放大

器和电阻器的失调电流、失调电压、共模抑制比（CMRR）、增益误差和漂移可

能会显著降低总体系统性能。图2 所示的电路可以测量超过400V 的峰峰值电压（Vp-p），其线性误差小于5ppm。该电路将输入信号衰减到1/20 然后通过缓冲输出。由于该放大器和两只衰减电阻器被封装在一起，所以衰减器中的两

只电阻器串具有相同的温度。放大器电路级采用超β晶体管，因此失调电流和

偏置电流误差都很小，另外，因为没有噪声增益（例如，在低频时有100%的

反馈），所以失调电压及其漂移几乎不会增加误差。AD629 不能稳定在100％的反馈，所以30pF 电容器给反馈增益增加了一个极点和一个零点，从而

稳定了电路并且增大了系统带宽。极点频率为fp=1/(2π(380k+20k)30pF) =13kHz. 零点频率为fz=1/(2π(20k)30pF)=265kHz.图3 是一幅性能波形图，示出了400V 峰峰值输入电压（上图）和20V 峰峰值输出电压（下图）。

图4 也是一幅性能波形图，示出了输出信号与输入信号之间的关系，其中输入

信号每刻度表示50V，输出信号每刻度为5V。图5 示出了输出非线性误差与输入信号的关系曲线。图1：如何测量高电压图2：新的高电压测量系

统图3：性能波形图：上，输入电压（400Vp-p），下，输入电压（20Vp-p）。

图4：高电压测量系统的输出与输入关系曲线。图5：高电压测量系统的非

线性误差：Y 轴：输出非线性误差，每刻度10ppm。X 轴：输入电压，每刻度50V。欲了解更多信息，可访问analog/TechArticle_DiffAmpMeasurestips:感