儀表放大器，差分放大器的一種改良，具有輸入緩沖器，不需要輸入阻抗匹配，使放大器適用于測量以及電子儀器上。

儀表放大器電路的典型結(jié)構(gòu)如下圖所示。它主要由兩級(jí)差分放大器電路構(gòu)成。其中，運(yùn)放 A1，A2 為同相差分輸入方式，同相輸入可以大幅度提高電路的輸入阻抗，減小電路對微弱輸入信號(hào)的衰減；差分輸入可以使電路只對差模信號(hào)放大，而對共模輸入信號(hào)只起跟隨作用，使得送到后級(jí)的差模信號(hào)與共模信號(hào)的幅值之比(即共模抑制比 CMRR)得到提高。

這樣在以運(yùn)放 A3 為核心部件組成的差分放大電路中，在 CMRR 要求不變情況下，可明顯降低對電阻 R3 和 R4，Rf 和 R5 的精度匹配要求，從而使儀表放大器電路比簡單的差分放大電路具有更好的共模抑制能力。在 R1=R2，R3=R4，Rf=R5 的條件下，上圖電路的增益為：G=(1+2R1/Rg)Rf/R3。由公式可見，電路增益的調(diào)節(jié)可以通過改變 Rg 阻值實(shí)現(xiàn)。

儀表放大器典型應(yīng)用

1、高邊監(jiān)視器

最簡單的高邊監(jiān)視器通常需要一個(gè)精密運(yùn)算放大器和一些精密電阻，常見的高邊測量都采用經(jīng)典的差分放大器（用作增益放大和高邊到地的電平轉(zhuǎn)換，見圖６）。雖然很多應(yīng)用中也會(huì)使用分離電路，但其輸入阻抗較低，而且電阻之間有較大差異。電阻的匹配必須非常精確才能獲得可接受的共模抑制比，任一個(gè)電阻值存在０．０１％的偏差都將使ＣＭＲＲ降低到８６ｄＢ；如果偏差為０．１％，將使ＣＭＲＲ降低到６６ｄＢ；而１％的偏差將使ＣＭＲＲ降低到４６ｄＢ。選擇儀表放大器結(jié)構(gòu)時(shí)，有一個(gè)需要特別關(guān)注的參數(shù)，即在放大器任何輸出擺幅下，輸入共模電壓的范圍均應(yīng)包括高邊電壓加上一個(gè)安全裕量。

2、電平轉(zhuǎn)換器

此電路的工作原理可以這樣來理解，將ＭＡＸ４１９８看作一個(gè)三輸入求和放大器（如圖７所示），其電壓傳輸函數(shù)為Ｖｏｕｔ＝Ｖｂ－Ｖａ＋Ｖｓｈｉｆｔ，此式表明，輸出由差分信號(hào)與ＲＥＦ輸入電壓的代數(shù)和所決定，ＶＲＥＦ可為任意值，它不會(huì)使ＭＡＸ４１９８的放大器輸出飽和，ＭＡＸ４１９４也適合作一個(gè)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。

3、應(yīng)力測量

三運(yùn)放拓?fù)涞恼嬲齼?yōu)勢是其能夠進(jìn)行真正的差分測量（很高的ＣＭＲ），同時(shí)又有非常高的輸入阻抗，這些特點(diǎn)使其得到了廣泛應(yīng)用，特別是在信號(hào)源阻抗非常高的場合。為使信號(hào)源對地的漏電流達(dá)到最小，本例采用了一些防護(hù)技術(shù)，信號(hào)源電纜采用屏蔽電纜，并將其屏蔽隔離層接到（Ｖｃｍ＋ΔＶ／２）。圖８給出了一個(gè)包括惠斯通電橋傳感器的放大電路，對該電路的電橋阻抗可適當(dāng)減小，并不會(huì)降低儀表放大器的ＣＭＲ值。
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