儀表放大器電路原理、構(gòu)成及電路設計

(1)注意關鍵元器件的選取，比如對圖2所示電路，要注意使運放A1，A2的特性盡可能一致;選用電阻時，應該使用低溫度系數(shù)的電阻，以獲得盡可能低的漂移;對R3，R4，R5和R6的選擇應盡可能匹配。

(2)要注意在電路中增加各種抗干擾措施，比如在電源的引入端增加電源退耦電容，在信號輸入端增加RC低通濾波或在運放A1，A2的反饋回路增加高頻消噪電容，在PCB設計中精心布局合理布線，正確處理地線等，以提高電路的抗干擾能力，最大限度地發(fā)揮電路的性能。

四、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 109～1012Ω。

● 低噪聲

由于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噪聲加到信號上，在 1 kHz 條件下，折合到輸入端的輸入噪聲要求小于 10 nV/ Hz.

● 低線性誤差

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

● 低失調(diào)電壓和失調(diào)電壓漂移

儀表放大器的失調(diào)漂移也由輸入和輸出兩部分組成，輸入和輸出失調(diào)電壓典型值分別為 100μV 和2 mV.

● 低輸入偏置電流和失調(diào)電流誤差

雙極型輸入運算放大器的基極電流，F(xiàn)ET 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(chǎn)生一個失調(diào)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于帶有“檢測”端和“參考”端，允許遠距離檢測輸出電壓而內(nèi)部電阻壓降和地線壓降( IR) 的影響可減至最小。