为什么仪表放大器使用两级?
电器工程
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差分放大器
2022-01-26 08:18:19
4个回答
与单运放差分放大器相比,三运放设计具有三个主要优势。
- 输入阻抗要高得多,因为输入直接驱动到运算放大器输入而不是电阻分压器。
- 可以通过改变单个电阻器来设置增益,因此可以使用单个外部电阻器轻松地将关键部件集成到一个芯片上(最大化对称性)来设置增益。
- 在高增益配置中,共模抑制要好得多,因为(高度对称)第一级的增益有效地增加了(不太对称)第二级的共模抑制。
请注意,通常最好使用特定的仪表放大器芯片,而不是尝试用单独的部件自己构建它。将所有东西都放在一个芯片上可以提高对称性,从而提高共模抑制。
3 运放 INA 的最大优势之一是输入阻抗相等且高。运算放大器的非反相引脚的输入阻抗可以在 \$T\Omega\$ 范围内。我将把它作为练习留给你,但如果你看一下差分放大器电路,负输入的输入阻抗会随着正输入的变化而变化。
除了输入阻抗问题外,两级增益提供更好的频率响应。
有一个单级、高输入阻抗、差分放大器。
如果没有 Rg,则增益为 (f+1)。Rg 可用于增加增益。
然而,它在性能上比 3 放大器版本有所妥协。
a) 它的开环增益较小,因此非常高的增益不太稳定
b) 两条信号路径具有不同的相移,因此共模抑制仅适用于低频。您可以通过策略性放置的电容器来改善这一点
c) 在低增益下,共模范围受到电源裕量的限制
d) 正确绘制比 3 放大器版本更复杂。直到最近,我才创建了一个助记符,以便从内存中将电阻器放在正确的位置。
但是,如果您只剩下 2 个放大器,那么它确实可以工作。它确实允许您使用单个可变电阻器控制增益,就像 3 放大器版本一样,但不幸的是,只有 3 放大器版本,该电阻器是浮动的。