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(cè)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(duì)微弱輸入信號(hào)的衰減；差分輸入可以使電路只對(duì)差模信號(hào)放大，而對(duì)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(duì)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(jiǎn)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(jiàn)，電路增益的調(diào)節(jié)可以通過(guò)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(jiǎn)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(jiàn)的高邊測(cè)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(jiàn)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(lái)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(cè)量

三運(yùn)放拓?fù)涞恼嬲齼?yōu)勢(shì)是其能夠進(jìn)行真正的差分測(cè)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(chǎng)合。為使信號(hào)源對(duì)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(duì)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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