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儀表放大器有什么用

發(fā)布時(shí)間：

2021-08-13

　1.儀表放大器有什么作用　　儀表放大器有時(shí)會被錯誤地理解，不是所有用于儀器儀表的放大器都是儀表放大器，并且所有的儀表放大器決不只用于儀器儀表。儀表放大器最重要功能是能在噪聲環(huán)境中檢測出微弱信號。因?yàn)樵肼曤妷和ǔ１憩F(xiàn)為共模信號，而有用信號則是差分信號，所以利用儀表放大器的高共模抑制特性（CMR）,能將有用信號從噪聲中提取并放大。另外，在儀表放大器實(shí)際應(yīng)用中的信號源通常具有幾千歐（kΩ）甚至更高的輸出阻抗，所以要求放大器具有非常高的輸入阻抗（通常達(dá)到GΩ級）,儀表放大器不但能滿足這一要求，而且兩個輸入端的輸入阻抗是相等的。儀表放大器的工作頻率一般從直流（DC）到大約1MHz之間。在較高頻率時(shí)，輸入電容影響比輸入電阻更重要，此時(shí)，通常使用差分放大器來處理高速信號，這樣雖然提高了速度，但卻降低了輸入阻抗。

　　1.儀表放大器有什么作用

　　儀表放大器有時(shí)會被錯誤地理解，不是所有用于儀器儀表的放大器都是儀表放大器，并且所有的儀表放大器決不只用于儀器儀表。儀表放大器最重要功能是能在噪聲環(huán)境中檢測出微弱信號。因?yàn)樵肼曤妷和ǔ１憩F(xiàn)為共模信號，而有用信號則是差分信號，所以利用儀表放大器的高共模抑制特性（CMR）,能將有用信號從噪聲中提取并放大。另外，在儀表放大器實(shí)際應(yīng)用中的信號源通常具有幾千歐（kΩ）甚至更高的輸出阻抗，所以要求放大器具有非常高的輸入阻抗（通常達(dá)到GΩ級）,儀表放大器不但能滿足這一要求，而且兩個輸入端的輸入阻抗是相等的。儀表放大器的工作頻率一般從直流（DC）到大約1MHz之間。在較高頻率時(shí)，輸入電容影響比輸入電阻更重要，此時(shí)，通常使用差分放大器來處理高速信號，這樣雖然提高了速度，但卻降低了輸入阻抗。

　　2.如何防止儀表放大器輸入端過壓

　　設(shè)計(jì)工程師需要外部電阻防止太大的驅(qū)動電流通過內(nèi)部ESD箝位二極管產(chǎn)生的過壓。限流電阻的阻值取決于儀表放大器的噪聲水平、電源電壓和所需要的過壓保護(hù)。在儀表放大器的數(shù)據(jù)手冊中給出推薦值。

　　由于采用外部限流電阻會增加噪聲，所以另外一種方法是使用外部大電流箝位二極管，以大幅度減少阻值。必須注意到，大多數(shù)普通二極管都具有很大的漏電流，從而會在儀表放大器的輸出端產(chǎn)生很大的失調(diào)誤差。由于這種漏電流與溫度呈指數(shù)關(guān)系增加，所以設(shè)計(jì)工程師在高阻抗信號源應(yīng)用中不應(yīng)使用普通二極管。

　　3.RFI濾波是如何工作的

　　傳感器與儀表放大器之間的長導(dǎo)線容易受到射頻干擾（RFI）。儀表放大器對RF整流之后會表現(xiàn)為DC輸出失調(diào)誤差。一種在RF干擾到達(dá)儀表放大器之前濾除RF干擾的解決方案如圖所示。元件R1a和C1a構(gòu)成同相輸入端的低通濾波器，同樣元件R1b和C1b構(gòu)成反向輸入端的低通濾波器。

　　重要的是上述兩個低通濾波器的截止頻率應(yīng)當(dāng)很好地匹配，否則會將共模信號轉(zhuǎn)換成差分信號。C2至少是C1的10倍，高頻時(shí)由于兩輸入端“短路”有點(diǎn)兒放寬了這個要求。盡管如此，C1a和C1b匹配至關(guān)重要。它們應(yīng)該選用±5%的C0G薄膜電容。這種濾波器的差分帶寬為{1/2πR(2C2+C1)}，其共模帶寬為[1/2πR1C1)]。