差分測量的重要性(06-100)

　　很多實際的應用需要在噪聲環境中放大非常小的信號。通常，信號傳感器離放大器有一段距離。因此，往往會引入大量噪聲。

　　有效的信號恢復往往依賴于為特定應用仔細選擇的最佳放大器。通常應用中有三種類型的系統：單端輸入和輸出(運放基)，差分輸入、單端輸出(儀表放大器基)和差分輸入、差分輸出(差分放大器基)系統。

　　一些設計人員喜歡用單端、屏蔽纜線系統(見圖1)。其中輸入加到屏蔽纜線和公共端或“地”之間，然后經纜線到運放。象這種單端系統是非常容易拾取噪聲，因為信號參考于地，即信號流經系統地，這會一道加上噪聲。象這樣的單端系統，信號和噪聲都被放大。在放大器輸出去除噪聲的一般方法—用低通、高通或帶通濾波往往總是無效的。在某些情況下，總噪聲可能比信號本身大很多。

　　圖2所示電路對于恢復弱信號是比較好的方法，其中輸入信號源是差分的。這意味著信號是加到兩個輸入線之間，無信號通過地連接。這類系統通常用1個輸入放大器，此放大器具有差分輸入和單端輸出。大量噪聲在兩條線是相同的，被輸入放大器抑制，輸入放大器只放大差分輸入信號。

　　注意，大多數儀表放大器的輸入需要1個DC通路(如采用電阻器)用于放大器的輸入偏置電流。這對于ac耦合單電源應用是非常重要的，這些應用往往也必須有放大器的輸入共模參考和高于地的輸出參考。