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运算放大器的运用三步走

一、如何实现微弱信号放大?传感器+运算放大器+ADC+处理器是运算放大器的典型应用电路,在这种应用中,一个典型的问题是传感器提供的电流非常低,在这种情况下,如何完成信号放大?对于微弱信号的

  一、怎么完结弱小信号扩大?

  传感器+运算扩大器+ADC+处理器是运算扩大器的典型运用电路,在这种运用中,一个典型的问题是传感器供给的电流十分低,在这种情况下,怎么完结信号扩大?

  关于弱小信号的扩大,只用单个扩大器难以达到好的效果,有必要运用一些较特别的方法和传感器鼓励手法,而运用同步检测电路结构能够得到十分好的丈量效果。这种同步检测电路类似于锁相扩大器结构,包含传感器的方波鼓励,电流通电压扩大器,和同步解调三部分。需求留意的是电流通电压扩大器需选用输入偏置电流极低的运放。别的同步解调需选用双路的SPDT模仿开关。

  还有工程师朋友主张,在运放、电容、电阻的选择和布板时,要特别留意选择高阻抗、低噪声运算和低噪声电阻。有网友对这类问题的处理也进行了弥补,如:

  1)电路规划时留意平衡的处理,尽量平衡,关于按捺搅扰有用,这些在美国国家半导体、BB(已被TI收买)、ADI等公司关于运放的规划手册中均能够查到。

  2)引荐加金属屏蔽罩,将弱小信号部分罩起来(开个小模具),金属体接电路地,能够大大改进电路抗搅扰才能。

  3)关于传感器输出的nA级,选择输入电流pA级的运放即可。假如对速度没有多大的要求,运放也不贵。外表扩大器当然最好了,便是本钱高些。

  4)若选用非外表运放,反应电阻就不要太大了,M欧级好一些。不然对电阻要求比较高。后级再进行2级扩大,中心参加简略的高通电路,按捺50Hz搅扰。

  二、运算扩大器的偏置设置

  在双电源运放在接成单电源电路时,工程师朋友在偏置电压的设置方面会遇到一些两难选择,比方作为偏置的直流电压是用电阻分压好仍是接参阅电压源好?有的网友主张用参阅电压源,理由是精度高,此外还能供给较低的沟通旁路,有的网友主张用电阻,理由是本钱低并且便利。对此,我以为,双电源运放改成单电源电路时,假如选用基准电压的话,效果最好。这种基准电压使体系规划得到最小的噪声和最高的PSRR。但若选用电阻分压方法,有必要考虑电源纹波对体系的影响,这种用法噪声比较高,PSRR比较低。

  三、 怎么处理运算扩大器的零漂问题?

  有网友指出,一般压电加速度传感器会接一级电荷扩大器来完结电荷——电压转化,可是在传感器动态作业时,电荷扩大器的输出电压会有不归零的现象产生,怎么处理这个问题?

  对此,网友剖析道,有几种或许性会导致零漂:1)反应电容ESR特性欠好,随电荷量的改变而改变;2)反应电容两头未并上电阻,为了扩大器的作业安稳,削减零漂,在反应电容两头并上电阻,构成直流负反应能够安稳扩大器的直流作业点;3)或许选择的运算扩大器的输入阻抗不够高,形成电荷走漏,导致零漂。

  有网友还从数学剖析的视点对形成零漂的原因进行了详细剖析,以为除了使搅扰源漂移小以外还有必要使传感器、缆线电阻要大,运放的开环输入阻抗要高、运放的反应电阻要小,即反应电阻的效果是为了避免漂移,安稳直流作业点。可是反应电阻太小的话,也会影响到扩大器的频率下限。所以有必要归纳考虑!

  关于电荷扩大器输出电压不归零的现象,一般选用如下方法来处理:

  1)选用开关电容电路的技巧,运用CDS采样方法能够有用消除offset电压;

  2)选用同步检测电路结构,能够有用消除offset电压。

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