传感器信号的放大电路.PPTVIP

* * 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 电 气 工 程 系 第二讲 传感器信号的放大电路 一、测量放大电路 二、自动增益放大器 三、程控增益放大器 测量电路是检测仪器或数据采集系统的重要组成部分，通常都具有信号放大级电路(前置级电路)。其功能是把传感器输出的微弱信号放大到足以推动指示器、记录仪或各种测量控制机构。信号放大电路的结构形式，视所采用的传感器的类型而定。由于通用运算放大器一般都具有毫伏级的失调电压及数微伏／oC的温度漂移，为此，通用运算放大器不能直接用于对微弱信号的放大，而测量放大器可以较好地实现此功能，能够较好地抑制包括工频、静电和电磁耦合等共模干扰。 一、测量放大电路 测量放大器(又称仪表放大器)是一种具有精密差动电压增益的放大器件。由于其具有高输入阻抗、低输出阻抗、低温漂、高共模抑制能力、低失调电压、高稳定增益等诸多特点，使其广泛作为微弱信号检测系统中的前置放大器。 测量放大器由三个运算放大器构成的两级电路：第一级是两个同相放大器．因此具有极高的输入阻抗；第二级是普通的差动减法放大器，将双端输入信号转换为对地的单端输出。 图7-2-1 测量放大器 、 外接电阻Rg不影响电路的共模抑制比，却可以很方便地调节差模电压放大倍数。放大器的共模抑制比只与A1、A2的一致性和4个电阻R的一致性有关，这一点在集成电路中是比较容易做到的。仪表放大器的性能参数与普通运算放大器基本相同。 AD522是高精度单片集成测量放大器，主要可用在恶劣环境下要求进行高精度数据采集的场合，它的非线性度仅为0.005%(G＝100时)，在0.1Hz—100Hz频带内的噪声的峰一峰值1.5mV，其共模抑制比CMRR大于100dB(G＝l00时)。 集成仪用放大器AD522 图7-2-2 AD522管脚排列 图7-2-3 AD522基本连接方式 图7-2-4 AD522用于测量电桥的电路 在多通道数据采集系统中，为了节约费用，多种传感器共用一个IA。当切换通道时，必须迅速调整IA的增益，称增益调控IA。在模拟非线性校正中也要使用增益调控IA。增益调控IA分为自动增益IA和程控增益IA两大类。 二、自动增益放大器 图7-2-5 自动增益放大器 自动增益IA基本工作过程如图7-2-5所示。它先对信号作试探放大、将放大信号送至ADC，使其转换成数字信号，再经逻辑电路判断，送至译码驱动装置，用以调整使其转换成数字信号，再经逻辑电路判断，送至译码驱动装置，用以调整IA的增益。这种方法工作速度较慢，不适于高速系统。 三、程控增益放大器 程控放大器是智能仪器的常用部件之一，在许多实际应用中，特别是在通用测量仪器中，为了在整个测量范围内获取合适的分辨力，常采用可变增益放大器。在智能仪器中，可变增益放大器的增益由仪器内置计算机的程序控制。这种由程序控制增益的放大器，称为程控放大器。 图7-2-6 增益调控放大器