在参数选择上下了功夫的±100V输入差动放大器
电路的功能
普通OP放大器允许的共模输入电压为±12V(V=±15V时),若大于这一数值,OP放大器内部电路就不能正常工作,这是受电源电压限制之故。若使用高输入电压OP放大器,则可扩大共模输入电压范围。本电路由于用电阻进行1/10分压,因此输入电压可能±100V。
采用衰减电路后,增益就会有所下降,所以在反馈电路中也加了分压电路,使放大倍数仍为1。下面举例加以说明:如要测量或监视48V电源线路中流过的电流,使用隔离放大器进行隔离就很容易得到电压输出(在电路中串联敏感电阻,获得电压降)。而本电路也能产生与之相同的效果。
电路工作原理
在标准差动放大电路中,增益一定时,R1和R2就会有一定比例。而本电路通过选定R2=R1/10,R4=R2/10,使得OP放大器的正输入端为共模输入电压的1/10。为补偿衰减了电压,在R5和R6构成的分压电路中取R5=R6(A-1)这样则可使合成放大倍数为1。
分压电路的电阻值如不大大低于R3,就会产生误差,这时应在分压电路输出端加缓冲放大器。本电路电阻比约有1000倍,所以误差在0.1%以内,如果使用额定误差为±1%的电阻,则意义不大。
虽然本电路放大倍数为1,但内部的电压放大则为10倍,所以环路增益降低20DB,偏置漂移也扩大10倍。为此,要么设计时尽量加大差动电压信号。要么采用精密的OP放大器。
R3和R4并联的电容除用于降低高频特性外,还可用于滤除电源线路的AC噪声,所于在R4上并联微调电容(CV1)。
元件的选择
因为OP放大器的外围电阻阻值高,所以要选用输入偏流小的放大器。虽然BI-FET型OP放大器常温时偏流很小,其值在100PA以下,但是偏流会随周围温度上升而增大,在室外使用的仪器,选用这种放大器时应予注意。尽管线性技术公司生产的LT1012输入电路是双极型的,但是偏流却很小,和FET输入精度要求高的仪器。要求不太高的场合,可选用TI公司的TL系列和NS公司的LF系列OP放大器。
调整
若按图A所示方法调整,须选用对负载无影响的传感电阻并确定保持输出电压
关系不变的共模电压(这时不会因电源电压而发生很大变动)变化范围。如果电阻值有误差,共模抑制比(CMRR)就会恶化,这时应该根据需要把R4值取为910K,并串联一个20K的可变电阻。
要监控交流电流时,须调节微调电容CV1,以便使该频率的CMRR值最小,电路中没加失调调整电路,在不能得到大的传感电压时,应在失调调节引线(1.8引线)上加一个可变电阻,使传感电阻短路,输出EO等于零。
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