1 概述
仪表放大器是一种高增益、直流耦合放大器,它具有差分输入、单端输出、高输入阻抗和高共模抑制比等特点。差分放大器和仪表放大器所采用的基础部件
(运算放大器)基本相同,它们在性能上与标准运算放大器有很大的不同。标准运算放大器是单端器件,其传输函数主要由反馈网络决定;而差分放大器和仪表放大器在有共模信号条件下能够放大很微弱的差分信号,因而具有很高的共模抑制比(CMR)。它们通常不需要外部反馈网络。
用分离元件构建仪表放大器(IA)需要花费很多的时间和精力,而采用集成仪表放大器(IA)或差分放大器则是一种简便而又可行的替换方案。为了更好的理解仪表放大器(IA),了解共模抑制比(CMR)的重要性,这里以图1所示的惠斯通电桥变送器来进行说明,图1中,R1=R2=R3=R4=5kΩ,激励电压(Vex)为10V。这样,在空载条件下,对“电桥”进行计算可得:
V1=Vex(R2/(R2+R1)),V1=5V
V2=Vex(R3/(R3+R4)),V2=5V
所以:V=V1-V2=5V-5V=0V
变送器输出就是电桥两个输出端的电压差(ΔV)。假定有某个激励加在电桥的4个活动臂上,并使得R1和R4的值有所增加,同时R2和R3的值有所减少;此时若取:R1=R4=5001Ω,R2=R3=4999Ω,Vex=10V,那么可得:V1=5.001V