仪表放大器的使用

仪表放大器的应用技巧(摘) 硬件知识 2009-08-25 10:18 阅读 51 评论 0 字号： 大 中 小 Charles Kitchin，Lew Counts 美国模拟器件公司 长期以来，为仪表放大器供电的传统方法是采用双电源或双极性电源，这具有允许正负输入摆幅和输出摆幅的明显优势。随著元器件技术的发展，单电源工作已经成为现代仪表放大器一个越来越有用的特性。现在许多数据采集系统都是采用低电压单电源供电。对於单电源系统，有两个至关重要的特性。首先，仪表放大器的输入范围应当在正电源和负电源之间(或接地电压)扩展。其次，放大器的输出摆幅也应当接近电源电压的两端(R-R)，提供一个与电源电压的任一端或地电位相差 100mV(或小於 100mV)以内的输出摆幅(V-+0.1V～V+-0.1V)。比较起来，一个标准的双电源仪表放大器的输出摆幅只能与电源电压的任一端或地电位相差1V 或 2V 以内。当采用 5V 单电源工作时，这些仪表放大器仅具有1V 或 2V 输出电压摆幅，而真正的 R-R 输出仪表放大器能提供几乎与电源电压一样高的峰峰输出摆幅。另一个重要点是单电源或 R-R 仪表放大器采用双电源仍能工作(甚至更好)并且通常其工作电源电压比传统的双电源器件低。 电源解耦是一个经常被工程师忽视的重要细节。通常，旁路电容器(典型值为 0.1μF)连接在每个IC 的电源引脚和地之间。尽管通常情况适合，但是这在实际应用中可能无效或甚至产生比根本没有旁路电容器更坏的瞬态电压。因此考虑电路中的电流在何处产生，从何处返回和通过什麽路径返回是很重要的问题。一旦确定，应当在地周围和其他信号路径周围旁路这些电流。 图1、电源旁路的推荐方法 图2、一个没有输入接地返回的 AC 耦合仪表放大器电路 通常，像运算放大器一样，大多数单片仪表放大器都有其以电源的一端或两端为参考端的积分器并且应当相对输出参考端解耦。这意味著对於每颗晶片在每个电源引脚与仪表放大器的参考端在PCB上的连接点之间应连接一个旁路电容器，如图1 所示。 1.输入接地返回的重要性 当使用仪表放大器电路时出现的一个最常见的应用问题是缺乏为仪表放大器的输入偏置电流提供一个DC 返回路径。这通常发生在当仪表放大器的输入是容性耦合时。图2 示出这样一个电路。这里，输入偏置电流快速对电容器C1 和C2 充电直到仪表放大器的输出“极端”，达到电源电压或地电位。 图3、每个输入端和地之间的高阻值电阻器提供一个有效的DC 返回路程 解决上述问题的方法是在每个输入...