仪表放大器及应用

数和温度一致性，易于设置增益，且输入阻抗较高，即便是在５０Ｈｚ～６０Ｈｚ的率下频仍有很好的共模抑制比ＣＭＲ。但是，它的Ｖｉｎ、ＣＭＶ、增益和ＶＲＥＦ之间具有一定的制约关系。实际上，运算放大器或仪表放大器的选择依赖于具体的应用，在具体应用中，共模输入电压、电源电压、增益、ＲＥＦ引脚电压和传感器阻抗必须综合考察。利用放大器的ＲＥＦ引脚可以对输出失调电压进行微调；而对于加在ＲＥＦ引脚上的微调电压，则必须确保有一个较低的源阻抗，因为ＲＥＦ引脚上的附加阻抗将使ＣＭＲ变低。

４　典型应用

４．１ 高边监视器

最简单的高边监视器通常需要一个精密运算放大器和一些精密电阻，常见的高边测量都采用经典的差分放大器（用作增益放大和高边到地的电平转换，见图６）。虽然很多应用中也会使用分离电路，但其输入阻抗较低，而且电阻之间有较大差异。电阻的匹配必须非常精确才能获得可接受的共模抑制比，任一个电阻值存在０．０１％的偏差都将使ＣＭＲＲ降低到８６ｄＢ；如果偏差为０．１％，将使ＣＭＲＲ降低到６６ｄＢ；而１％的偏差将使ＣＭＲＲ降低到４６ｄＢ。选择仪表放大器结构时，有一个需要特别关注的参数，即在放大器任何输出摆幅下，输入共模电压的范围均应包括高边电压加上一个安全裕量。

    ４．２ 电平转换器

此电路的工作原理可以这样来理解，将ＭＡＸ４１９８看作一个三输入求和放大器（如图７所示），其电压传输函数为Ｖｏｕｔ＝Ｖｂ－Ｖａ＋Ｖｓｈｉｆｔ，此式表明，输出由差分信号与ＲＥＦ输入电压的代数和所决定，ＶＲＥＦ可为任意值，它不会使ＭＡＸ４１９８的放大器输出饱和，ＭＡＸ４１９４也适合作一个精密放大器，它可以很方便地配置成如下固定增益：－１、２或 ±１ 。

４．３ 应力测量

三运放拓扑的真正优势是其能够进行真正的差分测量（很高的ＣＭＲ），同时又有非常高的输入阻抗，这些特点使其得到了广泛应用，特别是在信号源阻抗非常高的场合。为使信号源对地的漏电流达到最小，本例采用了一些防护技术，信号源电缆采用屏蔽电缆，并将其屏蔽隔离层接到（Ｖｃｍ＋ΔＶ／２）。图８给出了一个包括惠斯通电桥传感器的放大电路，对该电路的电桥阻抗可适当减小，并不会降低仪表放大器的ＣＭＲ值。

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