运算仪表放大器

在许多需要A/D转换和数字采集的单片机系统中，很多情况下，传感器输出的模拟信号都很微弱，必须通过一个模拟放大器对其进行一定倍数的放大，才能满足A/D转换器对输入信号电平的要求，这种情况下，就必须选择一种符合要求的放大器。仪表器的选型很多，我们这里介绍一种用途非常广泛的仪表放大器，其实就是典型的差动放大器。它只需三个廉价的普通运算放大器和几只电阻器，即可构成性能优越的仪表用放大器。广泛应用于工业自动控制、仪器仪表、电气测量、医疗器械及其它数字采集的系统中。



电路图参见图1。电路原理并不复杂。要使电路满足平衡，则R1=R2、R3=R4、R5=R6，因为每个运放的特性不可能完全一致，在A和A2的Pin1、Pin8我们增设了调零电位器VR1和VR2，这在实际的应用中是非常有用的。我们假设A1、A2的失配、失调电压和电流均为零的情况下，其差模电压增益为：



整个电路采用正负两组电源供电，这样可对正或负输入电压进行放大。电源电压一般可取±5—±15V，但对其稳定度有一定的要求。图1中的电容C用于除抖动和抗干扰，其取值应以实际的用途，根据放大的信号特性决定。

可选用的运算放大器相当多，如OP-07，OP-725，如果要求不高，甚至可选价廉的uA741等通用运算放大器。

美国模拟数字公司的AD625则集成了上述功能仪表放大器，由于采用的集成电路技术，放大器的一致性较好，漂移低，性能更胜一筹，在要求较高的场合可以考虑选用。