① 关于仪表放大器的几个问题,求助!
1、无论什么放大器,输入信号都不是放大器决定的,而是前端的电路决定的,所以这个命题本身有点问题。仪表放大器的增益带宽积(单位增益带宽)不是固定的,一般的仪表放大器,在G=1的时候,-3dB的带宽在0.1~10MHz范围内,不排出有更高响应频率的仪表放大器。仪表放大器的特点是高共模抑制比,对差模信号特别敏感。所以应用场合是对共模抑制比要求很高的场合。
2、简单的说,两个输入端V+和V-,共模信号是指((V+)+(V-))/2,差模信号是指((V+)-(V-))/2,不知道这样说能理解不。仪表放大器的作用就是不管共模信号有多大,只要差模信号为零,输出就为零,差模信号不为零,输出就是差模信号乘放大倍数。如果还有不理解的,你再问。
3、所有的信号都是前端电路产生的,与放大器无关。比如你前面说的电桥,在桥臂完全相等的时候,两个输出都是不为零,这个就是共模信号。
4、输入阻抗和输出阻抗都不是某个现实存在的电阻,是根据输入电阻和输出电阻的计算方法计算出来的。
② 仪表放大器与运算放大器的区别
仪表放大器是在有噪声的环境下放大小信号的器件,其本身所具有的低漂移、低功耗、高共模抑制比、宽电源供电范围及小体积等一系列优点,它利用的是差分小信号叠加在较大的共模信号之上的特性,能够去除共模信号,而又同时将差分信号放大。仪表放大器的关键参数是共模抑制比,这个性能可以用来衡量差分增益与共模衰减之比,它主要应用于传感器接口、工业过程控制、低功耗医疗仪器、热电偶放大器、便携式供电仪器(AD627)。
运算放大器是一种高电压增益,高输入电阻,低输出电阻的多级直接耦合放大器,早期主要用于模拟计算电路,实现加,减,乘,除等数学运算,故又简称运放。运算放大器的主要特点是要求输入级有很高的输入阻抗和稳定性,因此运放都选用差放做输入级,因为差放稳定性好,而且有俩个输入端。中间级提供足够放大倍数,输出级负载能力强
③ 什么是超低失调
如果运放两个输入端上的电压均为0V,则输出端电压也应携销孙该等于0V。但事实上,输出端总有一些电压,该电压称为失调电压VOS。如果将输出端的失调电压除以电路的噪声增益,得到结果称为输入失调电压或输入参考失调电压。这个特性在数据表中通常以VOS给出。VOS被等效成一个与运放反相输入端串联的电压源。必须对放大器的两个输入端施加差分电压,以产生0V输出。
VOS随着温度的变化而改变,这种现象称为漂移,漂移的大小随时间而变化。漂移的温度系数TCVOS通常会在数据表中给出,但一些运放数据表仅提供可保证器件在工作温度范围内安全工作的第二大或者最大的VOS。这种规范的可信度稍差,因为TCVOS可能是不恒定的,或者是非单调变化的。
VOS漂移或者老化通常以mV/月或者mV/1,000小时斗悉来定义。但这个非线性函数与器件已使用时间的平方根成正比。例如,老化速度1mV/1,000小时可转化为大约3mV/年,而不是9mV/年。辩链老化速度并不总是在数据表中给出,即便是高精度运放。
理想运放的输入阻抗无穷大,因此不会有电流流入输入端。但是,在输入级中使用双极结晶体管(BJT)的真实运放需要一些工作电流,该电流称为偏置电流(IB)。通常有两个偏置电流:IB+和IB-,它们分别流入两个输入端。IB值的范围很大,特殊类型运放的偏置电流低至60fA(大约每3μs通过一个电子),而一些高速运放的偏置电流可高达几十mA。
单片运放的制造工艺趋于使电压反馈运放的两个偏置电流相等,但不能保证两个偏置电流相等。在电流反馈运放中,输入端的不对称特性意味着两个偏置电流几乎总是不相等的。这两个偏置电流之差为输入失调电流IOS,通常情况下IOS很小。
④ 仪表放大器的特点
●
高共模抑制比
共模抑制比(CMRR)
则是差模增益(
A
d)
与共模增益(
Ac)
之比,即:CMRR
=
20lg
|
Ad/
Ac
|
dB
;仪表放大器具有很高的共模抑制比,CMRR
典型值为
70~100
dB
以上。
●
高输入阻抗
要求仪表放大器必须具有伍简极高的输入阻抗,仪表放大器的同相和反相输入端的阻抗都很高而且相互十分平衡,其典型值为
10^9~10^12Ω.
●
低噪声
由于仪表放大器必须能够处理非常低的输入电压,因此仪表放大器不能把自身的噪声加到信号上,在
1
kHz
条件下,折合到输入端的输入噪声要求小于
10
nV/
Hz.
●
低线性误差
输入失调和比例系数误差能通过外部的调整来修正,但是线性误差是器件固有缺陷,它不能由外部调整来消除。一个高质量的仪表放大器典型的线性误差为
0.
01
%
,有的甚至低于让橘陵
0.
0001
%.
●
低失调电压和失调电压漂移
仪表放大器的失调漂移也由输入和输出两部分组成,输入和输出失调电压典型值分别为
100μV
和2
mV.
●
低输入偏置电流和失调电流误差
双极型输入坦戚运算放大器的基极电流,FET
型输入运算放大器的栅极电流,这个偏置电流流过不平衡的信号源电阻将产生一个失调误差。双极型输入仪表放大器的偏置电流典型值为
1
nA~50
pA
;而
FET
输入的仪表放大器在常温下的偏置电流典型值为
50
pA.
●
充裕的带宽
仪表放大器为特定的应用提供了足够的带宽,典型的单位增益小信号带宽在
500
kHz~4
MHz
之间。
●
具有“检测”端和“参考”端
仪表放大器的独特之处还在于带有“检测”端和“参考”端,允许远距离检测输出电压而内部电阻压降和地线压降(
IR)
的影响可减至最小。
⑤ 低温漂型运算放大器是什么意思
低温漂型运算放大器的定义和组成 通常所谓的漂移就是指输入失调电压随温度的变化.一般的比极晶体管输入的运算放大器在输入端调整了失调电压之后,输入失调电压VIO(单位MV)与温度漂移VD之间大体上服从下列关系: VD约等于3.3 所以失调电压小的电路,基本上也具有良好的漂移特性.一般说来,漂移值的范围相当宽,从中也有可能选出漂移小的电路来. 在精密仪器、弱信号举者检测等自动控制仪表中,总是希望运算放大器的失调电压要小且不随温度的变化而变化。低温漂型运算放大器就是为此而设计的。目前常用的高精度、低温漂运算放大器有OP-07、OP-27、AD508及由MOSFET组成的斩波稳正汪薯零型低漂移器件ICL7650等。 [编辑]集成运算放大器的选择 集成运算放大器是模拟集成电路中应用最广泛的一种器件。在由运算放大器组成的各种系统中,由于应用要求不一样,对运算放大器的性能要求也不一样。 在没有特殊要求的场合,尽量选用通用型集成运放,这样即可降低成本,又容易保证货源。当一个系统中使用多个运放时,尽可能选用多运放集成电路,例如LM324、LF347等都是将四个运放封装在一起的集成电路。 评价集成运放性能的优劣,应看其综合性能。一般用优值系数K来衡量集成运放的陵运优良程度,其定义为: 式中,SR为转换率,单位为V/ms,其值越大,表明运放的交流特性越好;Iib为运放的输入偏置电流,单位是nA;VOS为输入失调电压,单位是mV。Iib和VOS值越小,表明运放的直流特性越好。所以,对于放大音频、视频等交流信号的电路,选SR(转换速率)大的运放比较合适;对于处理微弱的直流信号的电路,选用精度比较的高的运放比较合适(既失调电流、失调电压及温飘均比较小)。 实际选择集成运放时,除优值系数要考虑之外,还应考虑其他因素。例如信号源的性质,是电压源还是电流源;负载的性质,集成运放输出电压和电流的是否满 足要求;环境条件,集成运放允许工作范围、工作电压范围、功耗与体积等因素是否满足要求。 低温漂型运算放大器的特点 低温漂型运算放大器的失调电压要小且不随温度的变化而变化。主要针对的是,在温度发现变化时,运算放大器的失调电压不要过大的随着温度的变化而变化,即对温度不那么敏感。 低温漂型运算放大器的应用 在选项用运算放大器时遵守的规则是:首先从经济的角度考虑选项用能用型运算放大器。在其不能满足的情况下再根据具体的要求选用特殊的运算放大器。而低温漂型运算放大器针对的是对温度敏感的条件,所以其应用即为低温漂型运算放大器的失调电压要小且不随温度的变化而变化的场合。
⑥ 为了保证微弱信号能够被精确的放大,对测量放大电路的性能有哪些要求
测量放大器也称仪表放大器,要求高共模抑制比(KCMR),低失调
⑦ 仪表放大器的概述
许多工业和消费应用都需要测量和控制物理条件。例如,测量乳品厂内的温度和湿度以准确保持产品质量,或精确控制塑料炉的温度以生产特定等级的塑料等。
这些物理条件的变化必须使用传感器转换为电量,然后放大。这种用于放大信号以测量物理量的放大器通常称为仪表放大器。
仪表放大器的输入是传感器的输出信号。换能器是将一种形式的能量转换成另一种形式的装置。大多数传感器输出都是非常低电平的信号。
因此,在下一阶段之前,有必要放大信号的电平,抑制噪声和干扰。一般的单端放大器不适合这种操作。为了抑制噪声,放大器必须具有高共模抑制比。
用于这种具有高 CMRR、高输入阻抗以避免负载的低电平放大的特殊放大器是仪表放大器。
仪表放大器适用于需要高输入电阻、低噪声和精确闭环增益的精确、低电平信号放大。此外,低功耗、高压摆率和高共模抑制比对于良好的性能也是需要的。
仪表放大器通常用于放大低电平信号,抑制噪声和干扰信号。因此,一个好的仪表放大器必须满足以下规格:
有限、准确和稳定的增益:由于仪表放大器需要放大来自换能器设备的非常低电平的信号,因此高和有限增益是基本要求。增益还需要准确,闭环增益必须稳定。
更容易的增益调整:除了有限和稳定的增益外,增益因子在规定的值范围内的变化也是必要的。增益调整必须更容易和精确。
高输入阻抗:为避免输入源负载,仪表放大器的输入阻抗必须非常高(理想情况下是无限大)。
低输出阻抗:好的仪表放大器的输出阻抗必须非常低(理档锋想情况下为零),以避免对下一级直接产生负载影响。
高 CMRR:当通过长线传输时,传感器的输出通常包含共模信号。一个好的仪表放大器必须只放大差分输入,完全抑制共模输入。因此,仪表放大器的 CMRR 在理想情况下必须芹蠢汪是无限的。
高摆率:仪表放大器的摆率必须尽可能高,以提供最大的不失真输出电压摆幅。
仪表放大器的应用
仪表放嫌仔大器以及换能器电桥可用于各种应用。这些应用程序通常被称为数据采集系统。
在输入级,有一个换能器设备将物理量的变化转换为电信号。
电信号被馈送到仪表放大器。然后将放大的信号馈送到显示设备,该设备经过校准以检测被测量的变化。
⑧ 高手赐教仪表放大器的原理
在很多仪表和传感器应用场合(如热电偶、热电阻、电阻电桥等汪厅等)存在信号小(uV或mV级)、共模干扰大、敏感元件输出阻抗高等难题。所以要求后续的放大电路应具有很高的共模抑制比和很高的输入阻抗。通常的差分放大器有高共模抑制比却没有高输入阻抗;普通的正向比例放大电路虽有很高的输入阻抗却没有禅唯任何抑制共模干扰的能力;而仪困袭隐表放大器综合了这两项特性。
首先来讲讲仪表放大器如何实现高共模抑制比。差分放大电路是实现高共模抑制比的主要原因,仪表放大器的第二级(也就是后面的那一个放大器)就是一个典型的差分放大器(也就是减法电路)。
然后再来解决输入阻抗的问题。在差分放大电路的两个输入端各接一个放大器,用作缓冲器,将输入阻抗提高到很高。然后两个输入放大器的负反馈电路之间接一个增益电阻,用来实现另一个神奇的功效。就是放大差分信号并保持共模信号不变。
⑨ 仪表放大器和差分放大器有什么区别
仪表放大器的目的是把输入的小信号或微信号进行不走样放放大后的信号方能进行数据处理再进行输出。差分放大是属放大器电路中某一特定电路,针对输入不平衡电桥的微小信号进行放大,尤其应用在自动平衡记录仪的热工仪表较多以及其它用途自动平衡记录仪器。
⑩ 仪表放大器的概述
随着电子技术的飞速发展,运算放大电路也得到广泛的应用。仪表放大器是一种精密差分电压放大器,它源于运算放大器,且优于运算放大器。仪表放大器把关键元件集成在放大器内部,其独特的结构使它具有高共模抑制比、高输入阻抗、低噪声、低线性误差、低失调漂移增益设置灵活和使用方便等特点,使其在数据采集、传感器信号放大、高速信号调节、医疗仪器和高档音响设备等方面倍受青睐。仪表放大器是一种具有差分输入和相对参考端单端输出的闭环增益组件,具有差分输入和相对参考端的单端输出。与运算放大器不同之处是运算放大器的闭环增益是由反相输入端与输出端之间连接的外部电阻决定,而仪表放大器则使用与输入端隔离的内部反馈电阻网络。仪表放大器的 2 个差分输入端施加输入信号,其增益即可由内部预置,也可由用户通过引脚内部设置或者通过与输入信号隔离的外部增益电阻预置。