将差动输入信号转换为单端输出信号,通常用作传感器放大器及各种微弱电信号的放大。下面对测量放大器共模抑制能力进行分析,以确定在电路设计时如何选择器件。测量放大器的电路形式如图61所示。第一级采用两个运放组成同相放大器,可获得很高的输入阻抗。设运放A1、A2的共模抑制比为CMRR和CMRR2,则可推出第一级电路的1共模抑制比如下:
CMRR
CMRR1CMRR2CMRR1CMRR2
(1)
由(1)式知,严格挑选运放A1、A2,使其共模抑制比尽量相等,则可保证第一级的共模抑制比CMRR尽可能大。U1R1
A1
-
R5
R7
●RG
-
R3R4R6R8图61
-+
A3
U0○
U2
R2
A2
+
●
第二级由运放A3组成差动放大器,在理想情况下,运放器件本身的CMRR为无穷大,若R5R6,R7R8,即电路处于完全平衡状态,则共模输入信号可完全被抑制,放大器输出
21
f信号只反映差模输入。因此,对共模信号的实际抑制程度,取决于运放器件本身的CMRR值的大小和外部电路电阻的匹配误差。在失配最严重的情况下,可推导出由于电阻的失配所引起的共模抑制比为CMRRR
1Ad2,则可推出第二级的共模抑制比为:4
CMRR
CMRRRCMRR3CMRRRCMRR3
(2)
式中CMRR3为运放A3本身的共模抑制比。整个放大器的共模抑制比为:
CMRR
Ad1CMRRCMRR1Ad1CMRRCMRR1
(3)
当CMRR1Ad1CMRR时,(3)式可简化为:
CMRRAd1CMRR
可以证明,该测量放大器的差模增益计算公式如下:
(4)
Aud
RR4R7U013U2U1RGR5
(5)
一般是通过调节RG来改变差模增益。三实验设备1检测与转换实验台YL610一台
2数字存储示波器ADS7062C一台3信号发生器SP1642B4实验电路板5万用表UT56四实验步骤一块一块一台
图62测量放大器实际电路图
22
f1测量放大器调零将实验台的正负15伏电源接入到实验电路板的电源端;再将电路板两输入端短接,并与电路板的地相连;万用表与输出端连接。合上实验台的电源开关,调节RW4使仪表放大器输出为零。2测量差摸放大倍数将函数信号发生器的频率调节至1000Hz,波形设置为正弦波,输出幅度调节至最小。并将信号源的输出接到仪表放大器的输入端,下端与地相连。用数字存储示波器通道A和B分别测量输入和输出信号的峰峰值,并将测量的数据填入表61。
表61差摸放大倍数的测量输入信号(峰峰值)输出信号(峰峰值)差摸放大倍数
3测量共模放大倍数将仪表放大器的两输入端短路,信号源与放大器输入端和地相连。测量方法r