仪器电路4-特殊放大电路

仪器电路特殊信号放大电路冯志华中国科学技术大学精密机械系2008年秋差动放大器主要缺点：输入阻抗低；电阻匹配困难；共模抑制比不容易做高-+vavbR3

R4R3

R4vo差动放大器-+ViVo+--+-+v1v2vavb

R2RwR2R3

R4R3

R4vo全差动放大器差动放大器仪器放大器(IA)仪用放大器的特点现有单片集成仪用放大器:AD621AD623，INA116INA125等，在仪器中得到广泛的应用

差动输入且输入阻抗很高结构对称，适宜于集成化，能达到很高的共模抑制比和较小的温度系数放大倍数调整容易AD524的内部结构四线法-----两线的缺点+--+-+v1v2vavb

R2R1R2R3

R4R3

R4vovrefVi电源地-Vcc+Vcc四线法

－－消除了引线上的压降+--+-+v1v2vavb

R2R1R2R3

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R4vovrefVi电源地-Vcc+Vcc提供直流通道的例子2+-VoINA116R1R2CapacitiveSensorPolarizingVoltage隔离放大的概念1、对高压部分的监测；2、肌电、脑电等的测量；3、工业现场的远程监测；4、电路中不同电位的转换输入公共端输出公共端输出端输出电路输入电路同相端反相端+-直流？1.开关电容耦合2.电容隔离栅Ic调制器

解调器ISO124使用了比较有特色的调制与解调方式。载波频率在500kHz左右。A1构成一个积分器，采用反向端输入方式，在动态平衡的情况下，忽略基极电流的影响，必有：否则在积分器的输出端就会产生一个很大的积分效应输出电压，但这是不可能存在的。设ic为恒流源部分对A1的反向输入端产生的等效电流，且设占空比增大时的电流方向是流出积分器，设α为矩形波的占空比。iin为Vin在输入端产生的电流；这样：因此这是一个PWM调制方式。输入电压的大小会控制方波的占空比，这里电压的输入范围为-10V到+10V，输出占空必为0到100%。解调器解调器的基本工作原理可用上面对调制器的分析方法进行分析。输出端采用了采样保持电路，主要是为了消除解调过程中的寄生电压纹波。3.光耦光耦之线形光耦I2=f(I1);I3=f(I1)I2=I3前提条件：G1和G2性能一致R3=R2Uo=Ui调制器4.变压器隔离解调器ViVo一个简单的调制的例子：Ω0》ω隔离放大器的有关参数隔离耐受电压（VISO）也叫介电耐受电压，它与器件使用的绝缘材料、封装形式有关。一般均具有740V---7.5kV的电压。隔离电压的测试是很严格的，按照UL规范，一种常用的方法是，在输入与输出端加一个60Hz的交流电压，其大小为：2Viso,测试时间是60秒。寄生电阻（RISO）在输入和输出之间等效的直流电阻。测试时所加的电压不能大于隔离电压。隔离电容Ciso隔离器件的寄生电容应该越小越好。一个10pF的电容，在10MHz的情况下的等效阻抗可以等于：隔离抑制比隔离抑制比(IMR（IMR,IsolationModeRejection)：IMR是一种度量隔离器件对隔离电压抑制性能的指标。隔离电压(VIM参见图1）将在输出端产生一个干扰输出。例如，一个直流隔离抑制比为160dB的器件，当隔离电压为1000VDC的时候，在输出端所产生的误差为：103/108=10-5。即10uV。共模抑制比共模抑制比（CMMR）：共模抑制比表示器件对共模信号的抑制能力。它只表示前端放大部分对共模信号的抑制能力，定义与一般电子线路里的一致。5B系列隔离放大器的框图习题使用仪器放大器可以对微弱的信号进行放大。分析图中C1,C2,R1,R2的作用;R1、R2的大小由哪些因素决定？C1C2习题分析导线L3的作用。如果热源有一个共地电势并与热电偶形成电接触，分析导线L3与热电偶连接点的位置及导线本身的电阻对测量误差的影响。L3（后面的内容为备用资料）91076128311121316+-+-VsVsLOADTOPOWERSUPPLYGROUNDb.ThermocoupleAD5247128311121316+-+-VsVsTOPOWERSUPPLYGROUND9106LOADc.ACCoupledFigure34.IndirectGroundReturnsforBiasCurrentsAD524提供直流通道的例子1+-INA116VoCrystalorCeramicTransducerR1R2VoVoVcmRi1Ri2C1C2Ci2Ci1习题1uA=6.24146×1012

个电子/秒1pA=6.24146×106

个电子/秒1fA=6.24146×103

个电子/秒1aA=6.24146个电子/秒1库仑相当于6.24146×1018

INA116基极电流3fA1.8万个电子/秒1000uF的电容，用INA116测量，10年下降1V推导过程屏蔽层驱动[(V+)+(V-)]/21.开关电容耦合3.光耦瞬态抑制(TransientImmunity)瞬态抑制(TransientImmunity).

这个参数描述了器件对快变共模信号的抑制能力。如图2所示，在两个地之间加一快速上升的电压，当电压的幅值足够大、上升得足够快的时候，输出端会产生一个理想状态下不应该有的输出。实践证明这个值的大小与输入电压的变化率有关。把输出峰值为50mV的情况下输入端电压的变化率就看成是顺态抑制能力指标。ISO130具有一个至少