原来这样做,能减小电路噪声,提高稳定性

科技   2024-05-30 15:23   天津  

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作者 | 工程师看海  仿真秀优秀讲师

首发 | 仿真秀App

导读:仪表放大器在电子测量和信号处理领域中扮演着至关重要的角色。它们通过提供高精度的信号放大,使得微弱的信号能够被准确地检测和分析。因此,深刻理解仪表放大器各参数指标非常重要。
无论是在医疗监测、工业控制还是科学研究中,仪表放大器都确保了数据的准确性和可靠性,是现代技术系统中不可或缺的组成部分。5月31日20时(周五),笔者受邀在仿真秀官网和APP公开直播《仪表放大器偏置电流与输入阻抗使用要点分析》,为我的精品课《仪表放大器Multisim仿真专题40讲》订阅用户免费加餐——探秘硬件工程师预算放大器秘诀,详情见后文。

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一、什么是输入偏置电流
输入偏置电流(Ib)是指流入或流出仪表放大器输入端的电流。图2-16 可以看到AD8422手册中的输入偏置电流Ib是0.5nA,仿真中,同相输入端输入电流是0.4nA、反相输入端电流是0.6nA,Ib=(0.4+0.6)/2=0.5nA,与手册中一致。

输入失调电流Ios是仪放两个输入端电流之差。图2-16 可以看到AD8422手册中的输入失调电流Ios是0.2nA,仿真中,同相输入端输入电流是0.4nA、反相输入端电流是0.6nA,Ios=|0.6-0.4|=0.2nA,与手册中一致。
图2-16 AD8422的输入偏置电流与输入失调电流

二、差分放大器的输入阻抗

差分放大器的输入阻抗非常低,这与它的匹配电阻相关,而且差分放大器两个输入端的阻抗并不对称。怎么计算两个输入端的输入阻抗呢?我们做下输入阻抗的仿真,见图2-4 ,Vi-的输入阻抗是1KΩ,Vi+的输入阻抗是11KΩ,与我们前文分析的一致。

差分放大器的输入阻抗不但低,而且两个输入端的阻抗并不对称,如果连接到差分放大器的信号源的两个引脚源阻抗不匹配,也会降低CMRR,完整课程中有详细介绍。

图2-4 差分放大输入阻抗仿真

仪表放大器的输入阻抗非常大,图2-33 显示差分阻抗达到100GΩ并联1pF,根据手册数据建立中间图的阻抗模型,仿真结果和阻抗模型的曲线基本重合,在10Hz处的输入阻抗大约是2GΩ,这是非常高的。

图2-33 INA821的输入阻抗仿真结果

三、我的运放秘籍公开课

[差分放大器]和[仪表放大器]在模拟电路中具有非常广泛的应用场景,然而无论课堂上还是工作中,大部分老师、同学或工程师,只了解电路基本原理,却不熟悉技术细节,往往导致电路抗干扰能力弱、噪声大或是信号失真严重。

我的视频课程《运放秘籍》第二部:仪表放大器专项,专门针对上述问题进行系统性讲解。以电流检测为起点,引入差分放大器的两个重大缺点,拓展到提高输入阻抗、提高共模抑制比的策略,引入仪表放大器。欢迎大家扫码试看。

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5月31日20时(周五),仿真秀邀请资深的硬件专家、仿真秀优秀讲师——工程师看海 老师做《仪表放大器偏置电流与输入阻抗使用要点分析》线上报告加餐,感兴趣的朋友可以报名和收藏,支持反复回看。

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通过本课程的学习,用户可以学习仪表放大器偏置电流、输入阻抗的学习分析思路,掌握解仪表放大器的关键应用要点,减小电路噪声,提高电路的抗干扰能力、降低失真度,同时学会Multisim基本仿真方法,为高性能仪表放大器应用保驾护航。

(完)
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工程师看海
代表作《运放秘籍》系列课程、畅销书《硬件设计指南从器件认知到手机基带设计》,前小米工程师,国际人类脑图谱会员,多次参与千万级别项目研发,世界500强,知乎、CSDN知名博主。专注于硬件、软件设计分享,关注我,一起欣赏科技之海。
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