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低失調儀表放大器如何理解

發布時間:2023-05-22 17:22:02

① 關於儀表放大器的幾個問題,求助!

1、無論什麼放大器,輸入信號都不是放大器決定的,而是前端的電路決定的,所以這個命題本身有點問題。儀表放大器的增益帶寬積(單位增益帶寬)不是固定的,一般的儀表放大器,在G=1的時候,-3dB的帶寬在0.1~10MHz范圍內,不排出有更高響應頻率的儀表放大器。儀表放大器的特點是高共模抑制比,對差模信號特別敏感。所以應用場合是對共模抑制比要求很高的場合。
2、簡單的說,兩個輸入端V+和V-,共模信號是指((V+)+(V-))/2,差模信號是指((V+)-(V-))/2,不知道這樣說能理解不。儀表放大器的作用就是不管共模信號有多大,只要差模信號為零,輸出就為零,差模信號不為零,輸出就是差模信號乘放大倍數。如果還有不理解的,你再問。
3、所有的信號都是前端電路產生的,與放大器無關。比如你前面說的電橋,在橋臂完全相等的時候,兩個輸出都是不為零,這個就是共模信號。
4、輸入阻抗和輸出阻抗都不是某個現實存在的電阻,是根據輸入電阻和輸出電阻的計算方法計算出來的。

② 儀表放大器與運算放大器的區別

儀表放大器是在有雜訊的環境下放大小信號的器件,其本身所具有的低漂移、低功耗、高共模抑制比、寬電源供電范圍及小體積等一系列優點,它利用的是差分小信號疊加在較大的共模信號之上的特性,能夠去除共模信號,而又同時將差分信號放大。儀表放大器的關鍵參數是共模抑制比,這個性能可以用來衡量差分增益與共模衰減之比,它主要應用於感測器介面、工業過程式控制制、低功耗醫療儀器、熱電偶放大器、攜帶型供電儀器(AD627)。
運算放大器是一種高電壓增益,高輸入電阻,低輸出電阻的多級直接耦合放大器,早期主要用於模擬計算電路,實現加,減,乘,除等數學運算,故又簡稱運放。運算放大器的主要特點是要求輸入級有很高的輸入阻抗和穩定性,因此運放都選用差放做輸入級,因為差放穩定性好,而且有倆個輸入端。中間級提供足夠放大倍數,輸出級負載能力強

③ 什麼是超低失調

如果運放兩個輸入端上的電壓均為0V,則輸出端電壓也應攜銷孫該等於0V。但事實上,輸出端總有一些電壓,該電壓稱為失調電壓VOS。如果將輸出端的失調電壓除以電路的雜訊增益,得到結果稱為輸入失調電壓或輸入參考失調電壓。這個特性在數據表中通常以VOS給出。VOS被等效成一個與運放反相輸入端串聯的電壓源。必須對放大器的兩個輸入端施加差分電壓,以產生0V輸出。

VOS隨著溫度的變化而改變,這種現象稱為漂移,漂移的大小隨時間而變化。漂移的溫度系數TCVOS通常會在數據表中給出,但一些運放數據表僅提供可保證器件在工作溫度范圍內安全工作的第二大或者最大的VOS。這種規范的可信度稍差,因為TCVOS可能是不恆定的,或者是非單調變化的。

VOS漂移或者老化通常以mV/月或者mV/1,000小時斗悉來定義。但這個非線性函數與器件已使用時間的平方根成正比。例如,老化速度1mV/1,000小時可轉化為大約3mV/年,而不是9mV/年。辯鏈老化速度並不總是在數據表中給出,即便是高精度運放。

理想運放的輸入阻抗無窮大,因此不會有電流流入輸入端。但是,在輸入級中使用雙極結晶體管(BJT)的真實運放需要一些工作電流,該電流稱為偏置電流(IB)。通常有兩個偏置電流:IB+和IB-,它們分別流入兩個輸入端。IB值的范圍很大,特殊類型運放的偏置電流低至60fA(大約每3μs通過一個電子),而一些高速運放的偏置電流可高達幾十mA。

單片運放的製造工藝趨於使電壓反饋運放的兩個偏置電流相等,但不能保證兩個偏置電流相等。在電流反饋運放中,輸入端的不對稱特性意味著兩個偏置電流幾乎總是不相等的。這兩個偏置電流之差為輸入失調電流IOS,通常情況下IOS很小。

④ 儀表放大器的特點


高共模抑制比
共模抑制比(CMRR)
則是差模增益(
A
d)
與共模增益(
Ac)
之比,即:CMRR
=
20lg
|
Ad/
Ac
|
dB
;儀表放大器具有很高的共模抑制比,CMRR
典型值為
70~100
dB
以上。

高輸入阻抗
要求儀表放大器必須具有伍簡極高的輸入阻抗,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
10^9~10^12Ω.

低雜訊
由於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雜訊加到信號上,在
1
kHz
條件下,摺合到輸入端的輸入雜訊要求小於
10
nV/
Hz.

低線性誤差
輸入失調和比例系數誤差能通過外部的調整來修正,但是線性誤差是器件固有缺陷,它不能由外部調整來消除。一個高質量的儀表放大器典型的線性誤差為
0.
01
%
,有的甚至低於讓橘陵
0.
0001
%.

低失調電壓和失調電壓漂移
儀表放大器的失調漂移也由輸入和輸出兩部分組成,輸入和輸出失調電壓典型值分別為
100μV
和2
mV.

低輸入偏置電流和失調電流誤差
雙極型輸入坦戚運算放大器的基極電流,FET
型輸入運算放大器的柵極電流,這個偏置電流流過不平衡的信號源電阻將產生一個失調誤差。雙極型輸入儀表放大器的偏置電流典型值為
1
nA~50
pA
;而
FET
輸入的儀表放大器在常溫下的偏置電流典型值為
50
pA.

充裕的帶寬
儀表放大器為特定的應用提供了足夠的帶寬,典型的單位增益小信號帶寬在
500
kHz~4
MHz
之間。

具有「檢測」端和「參考」端
儀表放大器的獨特之處還在於帶有「檢測」端和「參考」端,允許遠距離檢測輸出電壓而內部電阻壓降和地線壓降(
IR)
的影響可減至最小。

⑤ 低溫漂型運算放大器是什麼意思

低溫漂型運算放大器的定義和組成 通常所謂的漂移就是指輸入失調電壓隨溫度的變化.一般的比極晶體管輸入的運算放大器在輸入端調整了失調電壓之後,輸入失調電壓VIO(單位MV)與溫度漂移VD之間大體上服從下列關系: VD約等於3.3 所以失調電壓小的電路,基本上也具有良好的漂移特性.一般說來,漂移值的范圍相當寬,從中也有可能選出漂移小的電路來. 在精密儀器、弱信號舉者檢測等自動控制儀表中,總是希望運算放大器的失調電壓要小且不隨溫度的變化而變化。低溫漂型運算放大器就是為此而設計的。目前常用的高精度、低溫漂運算放大器有OP-07、OP-27、AD508及由MOSFET組成的斬波穩正汪薯零型低漂移器件ICL7650等。 [編輯]集成運算放大器的選擇 集成運算放大器是模擬集成電路中應用最廣泛的一種器件。在由運算放大器組成的各種系統中,由於應用要求不一樣,對運算放大器的性能要求也不一樣。 在沒有特殊要求的場合,盡量選用通用型集成運放,這樣即可降低成本,又容易保證貨源。當一個系統中使用多個運放時,盡可能選用多運放集成電路,例如LM324、LF347等都是將四個運放封裝在一起的集成電路。 評價集成運放性能的優劣,應看其綜合性能。一般用優值系數K來衡量集成運放的陵運優良程度,其定義為: 式中,SR為轉換率,單位為V/ms,其值越大,表明運放的交流特性越好;Iib為運放的輸入偏置電流,單位是nA;VOS為輸入失調電壓,單位是mV。Iib和VOS值越小,表明運放的直流特性越好。所以,對於放大音頻、視頻等交流信號的電路,選SR(轉換速率)大的運放比較合適;對於處理微弱的直流信號的電路,選用精度比較的高的運放比較合適(既失調電流、失調電壓及溫飄均比較小)。 實際選擇集成運放時,除優值系數要考慮之外,還應考慮其他因素。例如信號源的性質,是電壓源還是電流源;負載的性質,集成運放輸出電壓和電流的是否滿 足要求;環境條件,集成運放允許工作范圍、工作電壓范圍、功耗與體積等因素是否滿足要求。 低溫漂型運算放大器的特點 低溫漂型運算放大器的失調電壓要小且不隨溫度的變化而變化。主要針對的是,在溫度發現變化時,運算放大器的失調電壓不要過大的隨著溫度的變化而變化,即對溫度不那麼敏感。 低溫漂型運算放大器的應用 在選項用運算放大器時遵守的規則是:首先從經濟的角度考慮選項用能用型運算放大器。在其不能滿足的情況下再根據具體的要求選用特殊的運算放大器。而低溫漂型運算放大器針對的是對溫度敏感的條件,所以其應用即為低溫漂型運算放大器的失調電壓要小且不隨溫度的變化而變化的場合。

⑥ 為了保證微弱信號能夠被精確的放大,對測量放大電路的性能有哪些要求

測量放大器也稱儀表放大器,要求高共模抑制比(KCMR),低失調

⑦ 儀表放大器的概述

許多工業和消費應用都需要測量和控制物理條件。例如,測量乳品廠內的溫度和濕度以准確保持產品質量,或精確控制塑料爐的溫度以生產特定等級的塑料等。

這些物理條件的變化必須使用感測器轉換為電量,然後放大。這種用於放大信號以測量物理量的放大器通常稱為儀表放大器。
儀表放大器的輸入是感測器的輸出信號。換能器是將一種形式的能量轉換成另一種形式的裝置。大多數感測器輸出都是非常低電平的信號。
因此,在下一階段之前,有必要放大信號的電平,抑制雜訊和干擾。一般的單端放大器不適合這種操作。為了抑制雜訊,放大器必須具有高共模抑制比。
用於這種具有高 CMRR、高輸入阻抗以避免負載的低電平放大的特殊放大器是儀表放大器。
儀表放大器適用於需要高輸入電阻、低雜訊和精確閉環增益的精確、低電平信號放大。此外,低功耗、高壓擺率和高共模抑制比對於良好的性能也是需要的。
儀表放大器通常用於放大低電平信號,抑制雜訊和干擾信號。因此,一個好的儀表放大器必須滿足以下規格:

有限、准確和穩定的增益:由於儀表放大器需要放大來自換能器設備的非常低電平的信號,因此高和有限增益是基本要求。增益還需要准確,閉環增益必須穩定。
更容易的增益調整:除了有限和穩定的增益外,增益因子在規定的值范圍內的變化也是必要的。增益調整必須更容易和精確。
高輸入阻抗:為避免輸入源負載,儀表放大器的輸入阻抗必須非常高(理想情況下是無限大)。
低輸出阻抗:好的儀表放大器的輸出阻抗必須非常低(理檔鋒想情況下為零),以避免對下一級直接產生負載影響。
高 CMRR:當通過長線傳輸時,感測器的輸出通常包含共模信號。一個好的儀表放大器必須只放大差分輸入,完全抑制共模輸入。因此,儀表放大器的 CMRR 在理想情況下必須芹蠢汪是無限的。
高擺率:儀表放大器的擺率必須盡可能高,以提供最大的不失真輸出電壓擺幅。
儀表放大器的應用
儀表放嫌仔大器以及換能器電橋可用於各種應用。這些應用程序通常被稱為數據採集系統。
在輸入級,有一個換能器設備將物理量的變化轉換為電信號。
電信號被饋送到儀表放大器。然後將放大的信號饋送到顯示設備,該設備經過校準以檢測被測量的變化。

⑧ 高手賜教儀表放大器的原理

在很多儀表和感測器應用場合(如熱電偶、熱電阻、電阻電橋等汪廳等)存在信號小(uV或mV級)、共模干擾大、敏感元件輸出阻抗高等難題。所以要求後續的放大電路應具有很高的共模抑制比和很高的輸入阻抗。通常的差分放大器有高共模抑制比卻沒有高輸入阻抗;普通的正向比例放大電路雖有很高的輸入阻抗卻沒有禪唯任何抑制共模干擾的能力;而儀困襲隱表放大器綜合了這兩項特性。
首先來講講儀表放大器如何實現高共模抑制比。差分放大電路是實現高共模抑制比的主要原因,儀表放大器的第二級(也就是後面的那一個放大器)就是一個典型的差分放大器(也就是減法電路)。
然後再來解決輸入阻抗的問題。在差分放大電路的兩個輸入端各接一個放大器,用作緩沖器,將輸入阻抗提高到很高。然後兩個輸入放大器的負反饋電路之間接一個增益電阻,用來實現另一個神奇的功效。就是放大差分信號並保持共模信號不變。

⑨ 儀表放大器和差分放大器有什麼區別

儀表放大器的目的是把輸入的小信號或微信號進行不走樣放放大後的信號方能進行數據處理再進行輸出。差分放大是屬放大器電路中某一特定電路,針對輸入不平衡電橋的微小信號進行放大,尤其應用在自動平衡記錄儀的熱工儀表較多以及其它用途自動平衡記錄儀器。

⑩ 儀表放大器的概述

隨著電子技術的飛速發展,運算放大電路也得到廣泛的應用。儀表放大器是一種精密差分電壓放大器,它源於運算放大器,且優於運算放大器。儀表放大器把關鍵元件集成在放大器內部,其獨特的結構使它具有高共模抑制比、高輸入阻抗、低雜訊、低線性誤差、低失調漂移增益設置靈活和使用方便等特點,使其在數據採集、感測器信號放大、高速信號調節、醫療儀器和高檔音響設備等方面倍受青睞。儀表放大器是一種具有差分輸入和相對參考端單端輸出的閉環增益組件,具有差分輸入和相對參考端的單端輸出。與運算放大器不同之處是運算放大器的閉環增益是由反相輸入端與輸出端之間連接的外部電阻決定,而儀表放大器則使用與輸入端隔離的內部反饋電阻網路。儀表放大器的 2 個差分輸入端施加輸入信號,其增益即可由內部預置,也可由用戶通過引腳內部設置或者通過與輸入信號隔離的外部增益電阻預置。

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