三運放結(jié)構(gòu)儀表放大器的使用事項及常見問題

儀表放大器是在有噪聲的環(huán)境下放大小信號的器件。它利用的是差分小信號疊加在較大的共模信號之上的特性，能夠去除共模信號，而又同時將差分信號放大。儀表放大器的關(guān)鍵參數(shù)是共模抑制比，這個性能可以用來衡量差分增益與共模衰減之比。

三運放結(jié)構(gòu)儀表放大器在實際應(yīng)用中需要注意：

1）必須在第一級提供增益；

2）系統(tǒng)的共模抑制不是由前兩個放大器的共模抑制比性能決定的，而是取決于兩個共模抑制的匹配程度。然而雙運算放大器從來不會給出這一指標(biāo)，因此選擇時必須要求CMRR性能指標(biāo)比需要的目標(biāo)性能指標(biāo)至少好6 dB；

3）如果電阻器有某些對地的泄露通路，CMRR指標(biāo)就會降低；

4）儀表放大器前面的元件要盡可能設(shè)計得平衡。如果儀表放大器同相通路中低通濾波器和反相通路中低通濾波器具有不同截止頻率，系統(tǒng)的CMRR特性將會隨著頻率的升高而降低。

對于儀表放大器的第一級，每個運算放大器都要保持其兩個電壓輸入端的電壓相同。圖4中R4兩端的差分電壓應(yīng)當(dāng)和兩個輸入端的電壓相同，這個電壓產(chǎn)生一個電流，流過電阻器R3并產(chǎn)生了放大器的增益。

三運放儀表放大器通常會遇到的問題有：

1）這一結(jié)構(gòu)放大差分信號，然后去除共模信號。兩級電路之間的中間節(jié)點載荷著大約一半的差分信號再加上共模信號。須確保這個信號處于運放的工作范圍之內(nèi)。當(dāng)改變輸入電壓的共模成分時，如果看到類似于飽和的現(xiàn)象，則應(yīng)首先檢查這里。

2）流過R4的電流。當(dāng)把儀表放大器的增益設(shè)置得很高時，R4就會很小，這意味著差分電壓很大的時候，R4上產(chǎn)生的電流也會相當(dāng)大。需要檢查這種情況對系統(tǒng)是否有負(fù)面作用。

3）反饋通路中的電容。反饋通路的走線應(yīng)盡可能地短，反饋通路過大的電容在高頻時會使共模抑制比性能降低。

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