仪表放大器电路分析

描述

我们设计放大电路的初衷是放大前端微弱信号输出,抑制前端干扰信号输入;

关于普通运算放大器构成的差分放大固然可以抑制共模输入,放大差分输入,但是我们还有个器件能够更好的抑制共模信号,放大差模信号;

这个器件就是仪表放大器,我们可以从手册中看出,关于共模抑制比CMRR参数比较,CMRR就是差模增益/共模增益,所以差模增益越大,共模增益越小,CMRR就越大;

这个是普通运放LM324的CMRR,最大80dB;

运算放大器

我们再看下仪表放大器的CMRR,在增益为1时,CMRR最小为80dB,增益越大,CMRR越高,抗干扰能力越强,这正是我们所需要的;

运算放大器

但是我们再看,价格极贵,这只是部分的;

那么我们看下仪表放大器内部图:

运算放大器

故,我们是否可以用普通运放替代,因为普通运放就几毛钱;电路如下:

我们来分析下:

  1. 由虚短可得,V2 = VA,V1 = VB;
  2. 由虚断可得,(VA - VB)/R0 = (V02 - V01)/(R1+R2+R0);

则:(V2 - V1)/R0 = (Vo2 - Vo1)/(R1+R2+R0);

运算放大器

对于后级电路,我们知道是差分放大电路,我们令R3 = R4,R5 = R6;

则:Vo = R6/R4*(Vo2 - Vo1);

我们令R1 = R2;

即Vo = (V2 -V1)(2R2+R0)R6/(R0R4);

当然用普通运放实现和用集成的仪表放大器各有优劣:

  1. 普通运放设计的话,要调试,容易受到外界干扰,但是成本低;外围电阻需要用到高精度电阻才能达到我们所需效果;
  2. 集成仪表放大器虽然价格贵,但是稳定性和可靠性高;

我们可以根据我们需要来考究;

今天就到这里,谢谢大家阅读;

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