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仪用放大电路设计

日期:2012-5-21标签: (来源:互联网)

1.概述仪用放大器是一种闭环增益组件,具有差分输入和相对参考端的单端输出。通常情况下,两个输入端阻抗平衡并且阻值很高,典型值≥l09Q,输出阻抗很低,通常仅有几毫欧姆。与运算放大器不同之处是运算放大器的闭环增益是由其反相输入端与输出端之间连接的外部电阻决定的,而仪用放大器则使用与输入端隔离的内部反馈电阻网络。仪用放大器的两个差分输入端施加输入信号,其增益既可由内部预置,也可由用户通过引脚内部设置或者通过与输入信号隔离的外部增益电阻设置。

为了使仪用放大器有效工作,要求在能放大两个输入端微伏级差模信号的同时MAX16034LLB29+T.html" target="_blank" title="MAX16034LLB29+T">MAX16034LLB29+T还能抑制几伏的共模信号,这样就要求仪用放大器具有很高的共模抑制比(Kavn{)。KCvm的典型值为70~lOOdB,一般在高增益时Kavm得到改善。虽然采用运算放大器构成仪用放大器,按减法器连接,也具有共模抑制,但是用户必须提供精密匹配电阻。然而,带有预调整电阻网络的单片仪用放大器却非常方便。

仪用放大器按增益设置分类,可分为固定增益仪用放大器和可设置增益仪用放大器。可设置增益仪用放大器又可分为3种:电阻设置增益、引脚设置增益和软件可编程增益。仪用放大器按工作电澡分类,可分为单电源仪用放大器和双电源仪用放大器。按精度等级分类,可分为高精度仪用放大器及普通仪用放大器。

2.AD526可编程仪用放大器AD526是可通过软件对增益进行编程的单端输入仪用放大器,元器件本身所提供的增益有Xl、x2、x4、x8、x16五挡。它是一个完整的包括放大器、电阻网络和TTL数字逻辑电路的器件,使用时不需外加任何元器件就可工作。经激光修正后的电路,具有很低的增益误差和很低的非线性。在增益彳。-16时,小信号带宽为35kHz,输入偏置电流小于50pA,输入失调电压小于0.5mV。在增益彳。为1、2、4时,增益误差仅为0.01%。这些性能使AD526可广泛用于需要软件编程的任何放大电路中。AD526的外形采用16脚DIP塑封和陶瓷封装结构,其引脚排列如图5-22所示。

(1)性能特点①增益误差小:不大于0.01%(A。=1、2、4)。

②增益漂移小:不大于0.5Xl0-6/℃(全温度范围内)。

③非线性小:不大于+0.001%。

④失调电压低:不大于0.5mV。

⑤失调电压漂移小:典型值为311V/℃。

⑥元器件编程增益:Xl、x2、x4、x8、x16。

⑦数字逻辑与TTL电平完全兼客。

(2)内部结构与基本接法AD526内部电路结构如图5-23所示,主要由逻辑与锁存电路、增益电阻网络、CMOS模拟开关和单端输入放大器等部分组成,具有失调电压调整端、数字逻辑控制端和数字地、模拟地。图5-24为AD526基本电路连接。

AD526可以工作在透明与锁存两种模式下。透明模式时13脚CLK端接地,锁存模式时CLK由逻辑信号提供。在透明模式下,输入模拟信号在A2、Ai、Ao逻辑电平到来时增益立即响应。在锁存模式下,当CS或CLK变为逻辑“1”时,增益码(A2、Ai、Ao、B)被锁存到内部寄存器中,直到CS或CLK“1”电平回到“0”时才消除。通常,A2、Ai、Ao、CLK、CS和B由CPU提供。表5-1列出了透明、锁存与增益的关系。

(3)典型应用利用AD526进行放大器设计时,若采用透明模式,则用户必须解决Ao、Ai、A2的锁存问题。

由于AD526是一个单端输入放大器,比较适宜作为整个测量放大器的中间级、后级或A/D转换前级使用。图5-25是用两片AD526串接实现增益从1~128可调的放大电路。可以看出,该电路采用的是锁存模式。模拟输入信号从第一片3脚加入,从8、9脚输出并加到第二片的3脚,最后从第二片的8、9脚输出。这种电路在多增益智能测量仪器中非常有用。表5-2列出了数字逻辑Ao.Ai、A2与增益的关系(表中增益值为锁存后的结果)。