原创 2运放构建仪表放大器分析

2023-10-23 11:08 2299 12 10 分类: 模拟 文集: 电路分析设计

仪表放大器可以实现输入差分信号放大,抑制共模偏置。生成单端信号。常规的,可以使用三个运放实现信号缓冲和差分放大。也可以使用两个运放实现仪表放大器功能。

如图,差分信号均由运放的正端输入,两个运放处于同相放大状态。输入阻抗就是运放正端输入阻抗,很高。可以用于高输出阻抗的信号源。

由“虚短”的概念可知,V3 = Vn  V2 = Vp,在2  3 点可以列出KCL方程

(1)    3点的KCL方程

 (2)    2点的KCL方程

电阻取值 R1 = R2 = R3 = R5  (1) + (2) 式可得

  (3)

可以解得:

 (4)

可见Vp-Vn即为输入的差分信号,被放大2*1+R1/ R4)倍。如果Vp-Vn为负,则需要使用Vr将输出结果偏置到正输出。

实际电路中对输入共模电压范围是有限制的,Vo1的输出范围只能在电压轨范围,可以令Vp = Vn,由(1)可得

如果Vr0Vn 不能大于供电电压的一半,否则Vo1会饱和,失去放大作用。

在实际使用时,运放最好选用高精度的运放,输入偏置电压Vos 小,且温度特性较好。输出轨对轨。如858x 855x这样,VosuV级别的。

这个电路适用于电阻桥电路,如称重传感器,压力传感器。输出的信号一般是差分信号,输出共模电压为激励电压的一半。差模信号变化数mV~数十mV

 

以下是信号峰值为12mV,偏移量2V的正弦信号,经过仪表放大器后的输出。信号被放大42倍,并被偏移0.6V

作者: southcreek, 来源:面包板社区

链接: https://mbb.eet-china.com/blog/uid-me-408807.html

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