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朱振刚 日记

色谱仪,光谱仪,红外线分析器制造

 
 
 

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仪表放大器  

2018-04-12 11:24:09|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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仪表放大器是适合压力或温度测量等各种应用的出色组件,它的主要作用包括信号放大和阻抗适配。

在许多情况下,仪表放大器具有参考输入引脚。在参考引脚上增加电压会使输出信号升高同等电压。这样就能简单精确地将仪表放大器的输出调整到ADC所需的输入电平,从而可以使用ADC的完整输入范围,同时提高分辨率。在具有高共模信号的情况下,另一优势是极为出色的共模抑制比和高精度。

图1所示为典型3运算放大器设计中仪表放大器的内部原理图。AD8421具有通用特性,适合各种应用。

Figure 1

图1. 典型仪表放大器的内部架构

使用仪表放大器时应当意识到,最大输出电压取决于输入信号(共模或差分信号)、增益、电源电压以及可能来自内部结构的限制。在3运算放大器架构中,第一级放大器(反相和同相输入)以预设增益放大输入信号。第二级放大器起到的是减法器作用。输出信号由两个输入信号相减而构成。参考电压会加到生成组合输出的信号中。

生成这种内部模拟信号后,不同的因素现在可能导致内部饱和,并可能减少最大工作区域。

这些因素如下:

  • 输入电压信号对于预设增益过高
  • 参考电压对于生成的输出电压信号过高
  • 电源电压过低

输出电压和仪表放大器工作区域取决于最大输入信号、增益、参考电压以及所选架构的限制,因此两者计算起来都有难度。如果把这些因素放在一张图中,可以得到一个菱形图,即所谓的钻石图。菱形图的空间表示可能的工作区域。计算起来并不简单,因为有多个输入和输出。


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