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ATOS仪表放大器基础 
 
指南在所有专用放大器中,可能最常用的就是仪表放大器。仪表放大器广泛运用于许多工业和测量领域,这些应用要求在高噪声环境下保持直流精度和增益精度 ATOS,而且其中存在大共模信号(通常为交流电力线频率)。 运算放大器/仪表放大器功能差异 仪表放大器在许多重要的方面都不同于运算放大器。运算放大器是一个通用增益模块 ATOS,用户可采用R、C、和L(有时)这些外部反馈器件,对运放进行各种设置,最终配置和电路功能实际上取决于用户。 相比之下,仪表放大器的功能和允许的工作增益范围受到较多的限制。许多情况下,仪表放大器比运算放大器更适合完成其工作——尽管仪表放大器可能实际上是由一些运算放大器组成的!人们也常常会因功能而混淆仪表放大器,称其为“运算放大器”。但是相反的情况则几乎不成立 ATOS。应该认识到,仪表放大器不只是一种特殊类型的运算放大器,这两种器件的功能实际上根本不同。 有一种方法或许能较好地区分这两种器件,就是记住:运算放大器凭借灵活的反馈,可以通过编程来实现几乎所有功能 ATOS。相比之下,仪表放大器则不能通过编程实现所有功能。只能在规定范围内对增益进行编程设置。运算放大器通过大量外部器件进行配置,而仪表放大器则通过一个电阻或特定的引脚来配置其工作增益。 仪表放大器定义 仪表放大器是一个精密闭环增益模块,它有一对差分输入端和一个相对于参考端或共用端工作的单端输出,ATOS。其输入阻抗平衡并且阻值很高,典型值≥109 Ω。仪表放大器采用内部反馈电阻网络,以及(通常)一个增益设置电阻RG,这一点也不同于运算放大器。另外,仪表放大器的内部电阻网络和RG与信号输入端隔离 ATOS。仪表放大器增益还可以通过引脚选择的内部RG进行预设(也与信号输入端隔离)。仪表放大器增益范围通常为1至1000。
  仪表放大器产生以某个引脚为参考的输出电压,该引脚通常称为参考引脚或VREF。在许多应用中,该引脚连接至电路的接地端,但也可连接至其他电压端,只要其处于额定允许的电压范围即可 ATOS。该特性在单电源应用中特别有用,此时输出电压通常以中间电源(即+5 V电源时为+2.5 V)为参考。 为了实现高效运作,仪表放大器需能够放大微伏电平信号,同时抑制其输入端的共模(CM)信号电压。这要求仪表放大器必须具备极高的共模抑制(CMR)性能 ATOS。仪表放大器的共模抑制典型值为70至100 dB以上,通常增益较高时共模抑制性能较佳。 必须注意,在大多数实际应用中,仅有直流输入的共模抑制规格是不够的。工业应用中最常见的外部干扰源是50/60 Hz的交流电源相关噪声(包括谐波) ATOS。进行差分测量时,这种干扰往往会对两个仪表放大器输入端产生相同的感应,因而干扰表现为共模输入信号。因此,确定频率范围内的共模抑制与确定其直流值同样重要。注意,两个源阻抗之间的不平衡会降低某些仪表放大器的共模抑制。ADI公司明确规定了仪表放大器50/60 Hz时的共模抑制,其中源阻抗不平衡为1 kΩ ATOS。 减法器或差动放大器 了解仪表放大器与减法器和或差动放大器之间的差别很重要。简单的减法器或差动放大器可由四个电阻和一个运算放大器组成,正因为使用广泛,所以需仔细研究该电路,目的是在讨论真正的仪表放大器结构之前,理解它的基本限制ATOS



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