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[導(dǎo)讀]有一本書里面這樣描述儀表放大器: 用來在要求兩個(gè)高阻輸入的情況下放大差分信號(hào)。 若使用一般放大器,放大級的輸入阻抗將拉低應(yīng)變計(jì)的輸出電壓。 不明白儀表放大器的本質(zhì)優(yōu)點(diǎn)在哪里,和為什么放大級的輸入阻抗會(huì)拉低應(yīng)變級輸出電壓?

儀表放大器相較于運(yùn)算放大器的優(yōu)勢,外顯在數(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)備此類需要精密信號(hào)的應(yīng)用。但儀表放大器本身源于運(yùn)算放大器,它把關(guān)鍵元件集成在放大器內(nèi)部,其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)使它具有高共模抑制比、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)。小A整理了ADI智庫最新上線的《儀表放大器應(yīng)用工程師指南》中對于儀表放大器基本原理的描述,希望解答題主的疑問。

運(yùn)算放大器的閉環(huán)增益是由其反向輸入端和輸出端之間連接的外部電阻器決定。與運(yùn)算放大器不同的是,儀表放大器使用與其信號(hào)輸入端隔離的內(nèi)部反饋電阻網(wǎng)絡(luò)。對儀表放大器的兩個(gè)差分輸入端施加輸入信號(hào),其增益既可由內(nèi)部預(yù)置,也可以由用戶將引腳連接到內(nèi)部或者外部增益電阻器而設(shè)置,該增益電阻器也與信號(hào)輸入端隔離。


儀表放大器選型圖1 AD8221電橋電路

圖 1示出一個(gè)電橋前置放大器電路,這是一種典型的儀表放大器應(yīng)用。當(dāng)檢測信號(hào)時(shí),電橋電阻器的阻值改變,使電橋失去平衡并且在電橋兩端產(chǎn)生差分電壓變化。該電橋的信號(hào)輸出就是這種差分電壓,其直接連接到儀表放大器的輸入端。此外,恒定的直流(DC)電壓也施加到兩輸入端。通常,該直流電壓通常在兩輸入端是相等的或是共模的。儀表放大器的主要作用通常在于抑制共模DC 電壓或者兩輸入端的任何其它共模電壓,同時(shí)放大差分信號(hào)電壓,即兩輸入端之間的電壓差。

相反,如果在此應(yīng)用中使用標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)算放大器,則其僅能簡單地放大差模信號(hào)電壓以及任何 DC 信號(hào)、噪聲或其它共模電壓。結(jié)果,該信號(hào)會(huì)淹沒在DC 失調(diào)電壓和噪聲之中。因此,即使最好的運(yùn)算放大器也不能有效地提取微弱信號(hào)。圖2 對比了運(yùn)算放大器與儀表放大器輸入特性之間的差別。


儀表放大器選型圖2 運(yùn)算放大器與儀表放大器輸入特性比較

以上是小A的補(bǔ)充作答,不知道題主以及抱有類似疑惑的知友看到這是否還“有很多問號(hào)”?歡迎大家在評論區(qū)與小A一同探討~

此外,各位想要搞清楚關(guān)于儀表放大器的基本問題(什么是儀表放大器?它如何工作?如何使用它?它在何處使用?),就千萬不要錯(cuò)過ADI智庫最新上線的《儀表放大器應(yīng)用工程師指南》,內(nèi)含大量干貨!快來ADI智庫免費(fèi)獲取!

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