運(yùn)算放大器與儀表放大器

1、 儀表放大器2目錄u放大器全家譜u運(yùn)算放大器u儀表放大器u應(yīng)用舉例3放大器的全家譜晶體管放大器功能放大器運(yùn)算放大器單極型晶體管、雙極型晶體管儀表放大器、差動(dòng)放大器、電流檢測(cè)放大器、隔離放大器、對(duì)數(shù)放大器、壓控增益放大器、程控增益放大器標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算放大器全差分運(yùn)算放大器4運(yùn)算放大器 是一種有著十分廣泛用途的電子器件。最早開(kāi)始應(yīng)用于1940年，1960年后，隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)算放大器逐步集成化，大大降低了成本，獲得了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。 運(yùn)算放大器又稱運(yùn)放，其實(shí)就是一個(gè)差分輸入、多級(jí)、直接耦合、高增益放大電路（通常大于10000倍），用集成電路工藝生產(chǎn)在一個(gè)單芯片集成電路中。一般有兩個(gè)差分輸入端

2、，一個(gè)或兩個(gè)輸出端，兩個(gè)供電電源端。5運(yùn)算放大器u應(yīng)用 信號(hào)的運(yùn)算電路比例、加、減、對(duì)數(shù)、指數(shù)、積分、微分等運(yùn)算。產(chǎn)生方波、鋸齒波等波形。信號(hào)的處理電路信號(hào)的發(fā)生電路有源濾波器、精密整流電路、電壓比較器、采樣保持電路。6運(yùn)算放大器典型電路u加法器+_uoR2Rfi-u+u-R1R3ui1ui2ui3_+u-= u+=0i-=0ui1/R1+ ui2 /R2+ ui3 /R3 =-uo /Rfuo= -(Rf /R1 ui1 +Rf /R2 ui2+Rf /R3 ui3)7運(yùn)算放大器典型電路u非倒相比例器RiuiR1R2u+u-i-+_uo+_i+_+u+= u-= uii+= i-= 0uo

3、=(R1 + R2)/R2 ui =(1+ R1/R2) ui(uo-u-)/R1= u-/R28運(yùn)算放大器典型電路u電壓跟隨器+_+_uiuo_+特點(diǎn): 輸入阻抗無(wú)窮大； 輸出阻抗為零； uo= ui。應(yīng)用：在電路中起隔離前后兩級(jí)電路的作用。9儀表放大器 儀表放大器是一種精密差分電壓放大器，它源于運(yùn)算放大器，且優(yōu)于運(yùn)算放大器。儀表放大器把關(guān)鍵元件集成在放大器內(nèi)部，其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)使其具有高共模抑制比、高輸入阻抗、低噪聲、低線性誤差、低失調(diào)漂移、增益設(shè)置靈活和使用方便等特點(diǎn)，使其在數(shù)據(jù)采集、傳感器信號(hào)放大、高速信號(hào)調(diào)節(jié)、醫(yī)療儀器和高檔音響設(shè)備等方面倍受青睞。10儀表放大器 如圖所示，儀表放大器主要

4、由兩級(jí)差分放大器電路組成。其中，運(yùn)放A1、A2為同向差分輸入方式，同向輸入可以大幅提高電路的輸入阻抗，減小電路對(duì)微弱信號(hào)的衰減；差分輸入可以使電路只對(duì)差模信號(hào)放大，而對(duì)共模輸入信號(hào)只起跟隨作用，使得送到后級(jí)的差模信號(hào)與共模信號(hào)的幅值之比（及共模抑制比CMRR）得到提高。11儀表放大器 在以運(yùn)放A3為核心部件組成的差分放大電路中，在CMRR要求不變的情況下，可明顯降低對(duì)電阻R3和R4，Rf和R5的精度匹配要求，從而使儀表放大器電路比簡(jiǎn)單的差分放大電路具有更好的共模抑制能力。 在R1=R2，R3=R4，Rf=R5的條件下，電路的增益為： G=(1+2R1/Rg)Rf/R3。由公式可見(jiàn)，電路增益的調(diào)

5、節(jié)可以通過(guò)改變Rg阻值實(shí)現(xiàn)。12儀表放大器特點(diǎn)u高共模抑制比 共模抑制比是差模增益(Ad)與共模增益(Ac)之比，即：CMRR = 20lg | Ad/ Ac | dB ;儀表放大器的共模抑制比一般在70100db以上。u高輸入阻抗 儀表放大器的同相和反相輸入端的阻抗都很高而且相互十分平衡，其典型值為1091012 。13儀表放大器特點(diǎn)u低噪聲 由于儀表放大器必須能夠處理非常低的輸入電壓，因此儀表放大器不能把自身的噪聲加到信號(hào)上，在1kHz條件下，折合到輸入端的輸入噪聲要求小于10nV/Hz。u低失調(diào)電壓和失調(diào)電壓漂移 儀表放大器的失調(diào)漂移也由輸入和輸出兩部分組成，輸入和輸出失調(diào)電壓典型值分別

6、為 100V 和2 mV。14儀表放大器特點(diǎn)u低線性誤差 輸入失調(diào)和比例系數(shù)誤差能通過(guò)外部的調(diào)整來(lái)修正，但是線性誤差是器件固有缺陷，它不能由外部調(diào)整來(lái)消除。一個(gè)高質(zhì)量的儀表放大器典型的線性誤差為 0. 01 % 。u具有“檢測(cè)”端和“參考”端 儀表放大器的獨(dú)特之處在于帶有“檢測(cè)”端和“參考”端，允許遠(yuǎn)距離檢測(cè)輸出電壓而內(nèi)部電壓壓降和地線壓降的影響可減至最小。15儀表放大器分類 儀表放大器（增益設(shè)置）固定增益儀表放大器可設(shè)置增益儀表放大器軟件可編程增益電阻設(shè)置增益引腳設(shè)置增益 儀表放大器（工作電源）單電源儀表放大器雙電源儀表放大器16AD620 AD620是一種低功耗、高精度儀表放大器，他只需要一個(gè)外接電阻即可設(shè)置各種增益（11000）。 AD620與分立元件組成的儀表放大器（三運(yùn)放結(jié)構(gòu)）相比較具有體積小、功耗低、精度高等優(yōu)點(diǎn)。 AD620已在精密數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（如衡量器和傳感器接口）獲得廣泛應(yīng)用。也成為醫(yī)療儀器（如心電圖和非侵入血壓測(cè)量計(jì)）的首選器件。17AD620u技術(shù)參數(shù) 電源電壓：