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测量放大器原理

时间:2015-10-31 21:22来源:www.eadianqi.com 编辑:自动控制网
在许多检测技术应用场合,传感器输出的信号往往较弱,而且其中还包含工频、静电和电磁耦合等共模干扰,对这种信号的放大就需要放大电路具有很高的共模抑制比以及高增益、低噪声和高输入阻抗。习惯上将具有这种特点的放大器称为测量放大器或仪表放大器。 图1

    在许多检测技术应用场合,传感器输出的信号往往较弱,而且其中还包含工频、静电和电磁耦合等共模干扰,对这种信号的放大就需要放大电路具有很高的共模抑制比以及高增益、低噪声和高输入阻抗。习惯上将具有这种特点的放大器称为测量放大器或仪表放大器。

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    图1为三个运放组成的测量放大器,差动输入端分别是两个运算放大器()的同相输入端,因此输入阻抗很高。采用对称电路结构,而且被测信号直接加入到输入端上,从而保证了较强的抑制共模信号的能力。实际上是一差动跟随器,其增益近似为1。测量放大器的放大倍数由下式确定: 本文来自www.eadianqi.com

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    这种电路,只要运放性能对称(主要输入阻抗和电压增益对称),其漂移将大大减小,具有高输入阻抗和高共模抑制比,对微小的差模电压很敏感,并适用于测量远距离传输过来的信号,因而十分适宜于与微小信号输山的传感器配合使用。

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    是用来调整放大倍数的外接电阻,最好用多圈电位器。如果图1中左边两个运放采用7650,这将是非常优质的放大。

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    目前,还有很多高性能的专家测量芯片出现,如AD521/AD522等也是一种运放,它具有比普通运放性能优良、体积小、结构简单、成本低等特点。下面我们就具体介绍一下AD522集成测量放大器特点及应用。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

    AD522主要可用于恶劣环境下要求进行高精度数据采集的场合,由于AD522具有低电压漂移:2JV/C;低非线性:0.005%(G=100);高共模抑制比:>110Db(G=1000);低噪声:1.5V(P-P)(0.1~100Hz);低失调电压:100V等特点,因而可用于许多12位数据采集系统中。图2为AD522典型接法。 本文来自www.eadianqi.com

  

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图1 测量放大器原理图           图2 AD522外围电路 本文来自www.eadianqi.com

    AD522的一个主要特点是没有数据防护端,用于提高交流输入时的共模抑制比。对远处传感器送来的信号,通常采用屏蔽电缆传送到测量放大器,电缆线上分布参量RC会使其产生相移,当出现交流共模信号时,这些相移将使共模抑制比降低。利用数据防护端可以克服上述影响(如图3)。对于无此端子的仪器用放大器,如AD524,AD624等,可在R端取得共模电压,再用一运放作为它的输出缓冲屏蔽驱动器。运放应选用具有很低偏流的场效应管运放,以减少偏流流经增益电阻时对增益产生的误差。 本文来自www.eadianqi.com

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图3 AD522典型应用 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

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