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共模抑制比和输入阻抗高的仪表用差动放大电路及其工作原理

2024-02-26 17:46字体:
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  一个OP放大器构成的高增益差动放大器输入电阻较低,作为信号源电阻高的传感放大器使用会受到限制。本电路是仪表用差动放大器的最基本电路,具有多种特点。如可以提高输入电阻,提高待。OP放大器A1,A2采用了性能相近的器件,这样可以简化温度补偿电路;只须改变一个电阻即可自由选定增益。本电路也可作为通用直流放大使用。

  具体有应用实例有:应变仪用高增益放大电路、半导体压力传感器放大器共模增益、磁阻元件用放大器、热敏电阻等构成的格式电路放大器等。

  因为所有的电阻值都相等,所以OP放大器A3的放大倍数(A)等于,便可根据需要计算机控制,通过选定R7=A.R5,R8=A.R6的方法来获得所需的增益A。因为A1、A2使用了双重放大器UPC454D,所以能够减少周围温度变化引起的偏置漂移。

  本电路的差动增益就是对+IN和-IN两端之间产生的电位差进行放大时的增益电路交换,将-IN端接地后,A1的增益AV1可用下式求出:

  因为由OP放大器A3产生差动放大,AV1-AV2就是差动增益AVD,所以AVD可按以下普通公式计算:

  共模增益是+IN和-IN输入同相信号时的增益,如果电路完全平衡,共模电压增益AV(COM)则等于零。但实际上最平幅度逼近,由于电阻存在误差或者对交流信号而言,杂散电容或OP放大器高频特性的不匹配,所以会有小信号输出。

  为了提高共模抑制比,需要在R7上串联一个可变电阻。但如果R5~R6使用的是高精度电阻,则可省去这个可变电阻。

  差动电压为正负0.6V以上时,输入端可用保护二极管。因增益高(A=100尊龙人生就是博首选AG发财网资深,允许输入电压则为正负100MV),用作传感器放大器时一般都加输入端保护二极管。二极管上并联的电容器C1对差动输入信号起到低通滤波的作用。

  与传感器连接时应注意以下问题:输入电路接地端必须有直流回路,否则OP放大器A1及A2的输入商流无法通过。此外,这保证安全,输入端的同相共模电压应在正负10V以内,这是受OP放大器电源电压限制所至。当输入电压必须超过该值时,则应采用隔离放大器。