Questions tagged «instrumentation-amplifier»

仪表放大器（InAmp）是一种集成电路或运算放大器拓扑，具有高输入阻抗差分输入和低阻抗单侧输出。由于用于无源电路元件的精密激光微调技术，实现为集成电路的InAmp可以实现令人印象深刻的共模抑制比，而分立的OpAmp实施可能会令人失望。

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运算放大器输入电阻？
我读通过数据表为TL064，其中包含16页上的图中： 当然，这是一个仪表放大器，显然使用了反相放大器的输出，而不是上图右下角的地，但真正困扰我的是，直接将100kΩ电阻连接到四个中的三个的同相输入上安培。我不记得在书本或应用笔记中看到带有仪表放大器的电路了，而我使用这三个运算放大器方案制造的所有仪表放大器在没有它们的情况下也能正常工作。 数据表指定10的输入电阻12 Ω，这是大于100kΩ10,000,000倍，因此它似乎没有任何东西添加到已经高阻抗JFET输入。我以为这可能与输入偏置电流有关，但这只是我在黑暗中做出了一个野蛮的尝试。 令人奇怪的是，同一数据表（第18页）中的图26显示了仪表放大器的双运放版本，在同相运放输入端没有 100kΩ电阻！ 上述电路中同相输入端的100kΩ电阻的目的是什么？我是否缺少一些显而易见的东西？
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为什么我的仪表放大器的增益是非线性的？
我将AD8226仪表放大器用作电路中的前置放大器，该电路使用微型燃料电池氧气传感器来测量气流中的氧气含量。前置放大器配置为单端供电模式，电源为5V。选择增益电阻使增益约为80。 然后，仪表放大器的输出将通过有源低通滤波器并到达微控制器的ADC，但我认为这与问题无关。此处讨论的所有内容都是在前置放大器输出端（图中的O2_PRE节点）悬空且仅连接至万用表的情况下完成的。 当用传感器测试该电路时，我发现增益是线性的，直到增益下降的某个点为止（该点约为20mV输入/1.6V输出）。 为了消除传感器的任何问题，我将传感器替换为由固定电阻和多匝线性电位器组成的分压器： 使用电阻器网络时，我观察到了同样的问题（有关仪表放大器输出的图示，请参见下文）。 为了进一步消除周围电路的任何问题，我使用我的bechtop电源作为VCC直接连接到AD8226。给电路看这里： 这显示了与该图中相同的行为： （“主板”指的是使用分压器驱动原始电路时的输出，“面包板”的增益略低，因为我使用了630R增益电阻器） AD8226数据手册在单端模式下将输出电压摆幅指定为0.1 V至+ VS-0.1V。我正在测量输出到高质量万用表（即高阻抗）中的输出，尽管当我添加20 K的负载电阻时确实观察到了相同的结果。我用多个AD8226器件重复了该结果。 有人可以解释为什么鉴于我似乎一直处于输出限值之内，所以增益会在〜20 mV的差分输入之上下降？
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了解仪表放大器中的保护电路
我有一个项目要做，但是我很难理解实际发生的事情。在下面的电路中，我必须计算电阻值，选择运算放大器并解释整个过程。 这是EMG的仪表放大器，我无法理解保护电路（U1C，R1，R2）的工作方式。我在《电子艺术》中看到过类似的事情，但是保护电路是针对屏蔽层的（这对我来说很有意义）。但是，这里的运算放大器输出连接到增益设置电阻，我从仿真中得知它可以改善CMRR，但我不了解其工作原理。 另外，为什么R1和R2为10kΩ，而不是10Ω或10MΩ？如何选择公差？对于其他电阻器，我也有同样的问题。我只是从INA128仪表放大器中选择了值。据我了解，我们不选择差分放大器中的小电阻值，因为它们之间的失配比大值电阻器对CMRR的影响更大，但大值噪声很大，我们还应提供足够的偏置电流，因此我们必须在10kΩ-100kΩ之间选择。在输入缓冲器中，我们需要大电阻值以获得600-1000的增益，但是太大的电阻值会产生输入误差，噪声，寄生电容等，但是我不确定是否正确。
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如何避免高输入阻抗放大器中的Johnson噪声
我没有正在研究的电路，这更多是一个理论问题-我正在尝试纠正我的理解中的一个缺陷。 想象一下，我想构建一个高输入阻抗放大器，使其在低mV范围内工作，并产生少量nV /√Hz噪声。我想放大一个1-100KHz的差分信号。最初，我将从高质量的仪表放大器（例如AD8421）开始，然后将电容器与两个输入串联。 但这有一个问题。输入没有接地的直流路径，因此它可能会慢慢漂移并限制输出。因此，我需要在每个输入上添加一个接地电阻。请参见下图中的第一个电路。该电阻将设置放大器的输入阻抗，我希望约为100MΩ。但是，如果我计算约翰逊噪声，我期望从两个100MΩ电阻器得到 /√Hz2–√×4ķ乙Ť[R------√2×4kBTR\sqrt{2} \times \sqrt{4k_BTR} 因此我得出的结论是，我可以具有低噪声或高阻抗，但不能同时具有两者。然后，我找到了一款商用输入前置放大器，其额定输入噪声为3.6 nV /√Hz，输入阻抗为100MΩ。我看了一下里面，似乎他们在右边使用电路。 模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图 在右手侧上的两个FET是匹配的一对（数据表从谷歌），并形成类放大器的第一级。我没有对电路进行更多的反向工程，但如有必要，我可以进行。 所以我的问题是：我的理解出了什么问题？为什么第二个电路没有电阻产生的约1-2μV/√Hz白噪声？
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神秘的运算放大器噪音
我有一个非常好的运算放大器（AD8551），可用来动态放大非常小的信号（2x，10x，100x，1000x增益）。 问题在于，在100倍和1000倍增益下存在明显的噪声水平，并且它具有怪异的常数形状。 如果使用不稳定的电源为电路供电，并在GND处连接放大器的输入，则如图所示，在1000x处会出现较大的噪声电平。 如果我使用更好的稳定电源为电路供电，则在相同波形，但幅度较低的情况下，噪声仍会以1000x出现。无论使用哪种电源，怪异的噪音都不会消失。 由于我的AD8551的PSSR为130 dB，因此我认为用于偏置输入的TL431可能有故障。因此，我将不稳定的电源留给了运算放大器，将更好的电源留给了TL431，但输出却是相同的。稳定TL431阴极电阻上的电压不会发生任何变化。 下图是微控制器及其内部ADC采样的输出。如您所见，输出为1000倍，几乎摆动整个范围。此测试中缺少100x的原因是因为我用100KΩ电阻代替了1MΩR21，而用100Ω电阻代替了1KΩR66，导致放大了1.1倍，2倍，10倍和1000倍。之所以这样做，是因为我担心即使AD8551的输入偏置电流最大为2nA，反馈电阻R21可能太大而无法偏置运算放大器的负输入。这种变化确实略微减小了噪声的幅度。 即使运算放大器的PSRR为130 dB，Vcc是否也必须保持安静？输入偏置是否会导致此问题？ 我无法弄清楚，尤其是因为我无法使用示波器。我所拥有的只是保存在SD卡上的微控制器的读数。
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