經典儀表放大電路如何增加調零電路

2020-11-21 電子發燒友

經典儀表放大電路如何增加調零電路

發表於 2017-11-22 11:10:26

　　什麼是儀表放大器

　　這是一個特殊的差動放大器，具有超高輸入阻抗，極其良好的CMRR，低輸入偏移，低輸出阻抗，能放大那些在共模電壓下的信號。

　　概述

　　隨著電子技術的飛速發展，運算放大電路也得到廣泛的應用。儀表放大器是一種精密差分電壓放大器，它源於運算放大器，且優於運算放大器。儀表放大器把關鍵元件集成在放大器內部，其獨特的結構使它具有高共模抑制比、高輸入阻抗、低噪聲、低線性誤差、低失調漂移增益設置靈活和使用方便等特點，使其在數據採集、傳感器信號放大、高速信號調節、醫療儀器和高檔音響設備等方面倍受青睞。儀表放大器是一種具有差分輸入和相對參考端單端輸出的閉環增益組件，具有差分輸入和相對參考端的單端輸出。與運算放大器不同之處是運算放大器的閉環增益是由反相輸入端與輸出端之間連接的外部電阻決定，而儀表放大器則使用與輸入端隔離的內部反饋電阻網絡。儀表放大器的 2 個差分輸入端施加輸入信號，其增益即可由內部預置，也可由用戶通過引腳內部設置或者通過與輸入信號隔離的外部增益電阻預置。

　　

　　構成原理

　　儀表放大器電路的典型結構如圖1所示。它主要由兩級差分放大器電路構成。其中，運放A1，A2為同相差分輸入方式，同相輸入可以大幅度提高電路的輸入阻抗，減小電路對微弱輸入信號的衰減；差分輸入可以使電路只對差模信號放大，而對共模輸入信號只起跟隨作用，使得送到後級的差模信號與共模信號的幅值之比（即共模抑制比CMRR）得到提高。這樣在以運放A3為核心部件組成的差分放大電路中，在CMRR要求不變情況下，可明顯降低對電阻R3和R4，Rf和R5的精度匹配要求，從而使儀表放大器電路比簡單的差分放大電路具有更好的共模抑制能力。在R1=R2，R3=R4，Rf=R5的條件下，圖1電路的增益為：G=（1+2R1/Rg）Rf/R3。由公式可見，電路增益的調節可以通過改變Rg阻值實現。

　　經典儀表放大電路如何增加調零電路

　　想在這個電路中增加一個調零電路，讓輸出電壓在常態時為零。這是一個壓力傳感器的放大電路，常態時傳感器有4~5mv的輸出。

　　

　　1、這個電路僅當U3的1腳和3腳都輸出正電壓，而且1腳電壓大於3腳電壓的條件下才能正常工作。首先檢查傳感器U3是否符合條件。

　　2、在電源和地之間接一個5K的電位器，斷開LM324 8腳和14腳分別與後面100K電阻的連接，將LM324的3腳所接100K電阻左端接地，將LM324的2腳所接100K電阻的左端連到電位器中間抽頭，調節電位器觀察LM324的一腳輸出，看其最小輸出能否達到0V。如果不能，那麼該電路無法實現調零了。

　　3、如果上面試驗可以調零，那麼恢復斷開的8腳、14腳對各自後面100K電阻的連接，另在在LM324的2腳接一個100K大電阻到電位器的中間抽頭， 即可通過調節電位器將LM324的1腳輸出降低到0V了。

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