什么是儀表放大器

　　這是一個(gè)特殊的差動(dòng)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(hào)。

　　概述

　　隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，運(yùn)算放大電路也得到廣泛的應(yīng)用。儀表放大器是一種精密差分電壓放大器，它源于運(yùn)算放大器，且優(yōu)于運(yùn)算放大器。儀表放大器把關(guān)鍵元件集成在放大器內(nèi)部，其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)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(diào)漂移增益設(shè)置靈活和使用方便等特點(diǎn)，使其在數(shù)據(jù)采集、傳感器信號(hào)放大、高速信號(hào)調(diào)節(jié)、醫(yī)療儀器和高檔音響設(shè)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(duì)參考端單端輸出的閉環(huán)增益組件，具有差分輸入和相對(duì)參考端的單端輸出。與運(yùn)算放大器不同之處是運(yùn)算放大器的閉環(huán)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(nèi)部反饋電阻網(wǎng)絡(luò)。儀表放大器的 2 個(gè)差分輸入端施加輸入信號(hào)，其增益即可由內(nèi)部預(yù)置，也可由用戶通過引腳內(nèi)部設(shè)置或者通過與輸入信號(hào)隔離的外部增益電阻預(yù)置。

　　構(gòu)成原理

　　儀表放大器電路的典型結(jié)構(gòu)如圖1所示。它主要由兩級(jí)差分放大器電路構(gòu)成。其中，運(yùn)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(duì)微弱輸入信號(hào)的衰減；差分輸入可以使電路只對(duì)差模信號(hào)放大，而對(duì)共模輸入信號(hào)只起跟隨作用，使得送到后級(jí)的差模信號(hào)與共模信號(hào)的幅值之比（即共模抑制比CMRR）得到提高。這樣在以運(yùn)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(duì)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(jiǎn)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(diào)節(jié)可以通過改變Rg阻值實(shí)現(xiàn)。

　　經(jīng)典儀表放大電路如何增加調(diào)零電路

　　想在這個(gè)電路中增加一個(gè)調(diào)零電路，讓輸出電壓在常態(tài)時(shí)為零。這是一個(gè)壓力傳感器的放大電路，常態(tài)時(shí)傳感器有4~5mv的輸出。

　　1、這個(gè)電路僅當(dāng)U3的1腳和3腳都輸出正電壓，而且1腳電壓大于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(gè)5K的電位器，斷開LM324 8腳和14腳分別與后面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(diào)節(jié)電位器觀察LM324的一腳輸出，看其最小輸出能否達(dá)到0V。如果不能，那么該電路無法實(shí)現(xiàn)調(diào)零了。

　　3、如果上面試驗(yàn)可以調(diào)零，那么恢復(fù)斷開的8腳、14腳對(duì)各自后面100K電阻的連接，另在在LM324的2腳接一個(gè)100K大電阻到電位器的中間抽頭， 即可通過調(diào)節(jié)電位器將LM324的1腳輸出降低到0V了。