只用一個(gè)OP放大器的基本差動(dòng)放大器電路功能介紹
電路的功能
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圖A示出用單級(jí)電源E驅(qū)動(dòng)的電阻橋式電路。我們以此為例對(duì)差動(dòng)放大電路的工作加以說明。平衡輸入時(shí)E1和E2相等,各為E/2。有2被R2和R4分壓后加到同相輸入端。
因?yàn)?a class="contentlabel" href="http://cafeforensic.com/news/listbylabel/label/OP放大器">OP放大器在線性范圍內(nèi)工作時(shí),反相輸入端與同相輸入端同電位,所以E1被R1和R3分壓后的輸出電壓EO應(yīng)該等于零。
這里以R2/R1=R4/R2為前提條件,于是:
E1=E2,所以共模電壓輸出等于零。但實(shí)際上,由于電阻存在誤差,所以會(huì)有共模輸出。用差動(dòng)增益和共模增益之比表示模抑制比(CMRR),其計(jì)算公式為:
在最壞的條件下(R1和R4的誤差為正負(fù)1%,R2和R3為負(fù)1%),CMRR值為48.8DB。
元件的選擇
若要提高CMRR值,則須選用高精度電阻。但由于這種電阻價(jià)格很高,所以本電路采用R4串聯(lián)可變電阻的辦法,仍選用誤差1%的金屬膜電阻。
741型OP放大器雖然可選用,但用于輸入信號(hào)很小的應(yīng)變儀時(shí),則要選用低漂移的OP放大器。通常應(yīng)根據(jù)需要增加用于失調(diào)的可變電阻VR2,但是在橋式電路中,因?yàn)檎{(diào)整橋臂電阻以后,可以取得平衡,所以無須加VR2。
調(diào)整
首先用VR2進(jìn)行失調(diào)調(diào)整。這時(shí)先將各輸入端接地。至于CMRR的調(diào)整,即便是DC放大器,也要用低頻振蕩器(100HZ~1KHZ)分別給各輸入端加數(shù)伏電壓,并用示波器觀測(cè)輸出,調(diào)整VR1,使輸出電壓最小。
當(dāng)輸入大直流共模電壓時(shí),使輸入端之間短路,然后重新置偏(VOS隨VOM而變)
應(yīng)用注意事項(xiàng)
因?yàn)橛梢粋€(gè)OP放大器構(gòu)成的差動(dòng)放大器不能獲得高輸入電阻,所以還是在低阻抗(1千歐以下)的傳感器中采用這種電路比較安全。當(dāng)需要高輸入電阻時(shí),可使用儀表用差動(dòng)放大器。
共模電壓范圍如不能限在正負(fù)10V以內(nèi),這種差動(dòng)放大電路就不能正確工作,應(yīng)予注意。隨著頻率的升高,共模抑制比也會(huì)逐漸下降,應(yīng)根據(jù)需要考慮是否采用高速OP放大器。
若將本電路放大倍數(shù)改為1(R1R2分別為100千歐),則變成減法電路,這是很容易理解的。若希望提高輸入阻抗,可將741OP放大器改為FET輸入型放大器,電路參數(shù)選得稍大一些。
評(píng)論