儀表放大器:
儀表放大器-精密閉環增益子產品:
一對差分輸入端和一個相對于參考端或共用端工作的單端輸出
其輸入阻抗平衡并且阻值很高,典型值≥109Ω。儀表放大器采用内部回報電阻網絡
以及一個增益設定電阻RG
減法器或差動放大器:
存在問題:
(1)從V1和V2看輸入阻抗不平衡,從V1看的輸入阻抗為R1,從V2看輸入阻抗為R1’+R2’
(2)共模抑制主要由電阻比比對決定,而非運算放大器;電阻比R1/R2,R1’/R2’必須比對的非常好來抑制共模噪聲
雙運放儀表放大器基本配置:
雙運放儀表放大器的輸入阻抗本身較高,使得信号源阻抗可能較高且失衡
直流共模抑制性能受R1/R2與R1’/R2’的比對限制
如果四個電阻中有任何一個存在不比對
直流共模抑制比限于下值:
雙運放儀表放大器的缺點:共模電壓輸入範圍必須相對于增益進行取舍。放大器A1必須将V1的信号放大1+R1/R2倍 如果過R1>>R2,一旦V1共模信号過高A1将飽和,消耗掉用于放大目标差分信号的A1餘量
交流共模抑制性能比較差
三運算放大器儀表放大器基本結構:
三運放儀表放大器:
儀表放大器直流誤差源:
外部增益電阻應選擇一個低溫度系數金屬薄膜電阻 精度最好為0.1%以上
增益誤差和增益非線性度:
外部電阻的溫度系數以及網絡中各電阻之間的溫差都會加大整體增益誤差
輸入失調電壓與偏置電流誤差:
輸入失調電壓 VOSI由增益G反映到儀表放大器輸出端的輸入失調部分;
輸出失調電壓VOSO則是獨立于增益的
儀表放大器的兩個電源引腳都需要去耦電容。低電感陶瓷電容(0.01-0.1uF)
低ESR點解電容應位于PCB闆上的幾個點,實作低頻去耦
儀表放大器橋接電路誤差預算分析:
增益 失調 CMR誤差可以通過系統校準消除
其餘誤差-增益非線性度和0.1HZ至10HZ噪聲——無法通過校準消除
最終使系統分辨率限制為42.8PPM
本例子适用于對于解決增益非線性度、LF噪聲性能限制性誤差問題
ADI網站上提供了一種通用型放大器(包括儀表放大器)誤差預算分析工具和Analog
Bridge Wizard™以協助橋接電路的設計,這些設計工具請見:
https://www.analog.com/en/design-center/design-tools-and-calculators.html
差動放大器和電流檢測放大器:
基于差動放大器的電流檢測應用