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仪表放大器的特点和电路设计原理
仪表放大器的特点
高共模抑制比
共模抑制比(CMRR) 则是差模增益( A d) 与共模增益( Ac) 之比,即:CMRR = 20lg | Ad/ Ac | dB ;仪表放大器具有很高的共模抑制比,CMRR 典型值为70～100 dB 以上。
高输入阻抗
要求仪表放大器必须具有极高的输入阻抗,仪表放大器的同相和反相输入端的阻抗都很高而且相互十分平衡,其典型值为109～1012Ω.
低噪声
由于仪表放大器必须能够处理非常低的输入电压,因此仪表放大器不能把自身的噪声加到信号上,在1 kHz 条件下,折合到输入端的输入噪声要求小于10 nV/ Hz.
低线性误差
输入失调和比例系数误差能通过外部的调整来修正,但是线性误差是器件固有缺陷,它不能由外部调整来消除。一个高质量的仪表放大器典型的线性误差为0. 01 % ,有的甚至低于0. 0001 %.
低失调电压和失调电压漂移
仪表放大器的失调漂移也由输入和输出两部分组成,输入和输出失调电压典型值分别为100μV 和2 mV.
低输入偏置电流和失调电流误差
双极型输入运算放大器的基极电流,FET 型输入运算放大器的栅极电流,这个偏置电流流过不平衡的信号源电阻将产生一个失调误差。双极型输入仪表放大器的偏置电流典型值为1 nA～50 pA ;而FET输入的仪表放大器在常温下的偏置电流典型值为50 pA.
充裕的带宽
仪表放大器为特定的应用提供了足够的带宽,典型的单位增益小信号带宽在 500 kHz～4 MHz 之间。
具有“检测”端和“参考”端
仪表放大器的独特之处还在于带有“检测”端和“参考”端,允许远距离检测输出电压而内部电阻压降和地线压降( IR) 的影响可减至最小。
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