第4章 测量放大器

1、数据采集与处理技术第第4章章 测量放大器测量放大器2微型计算机数据采集系统微型计算机数据采集系统传感器传感器放大放大器器采采样样/保保持持器器传感器传感器传感器传感器传感器传感器A/D转转换换器器计计算算机机显示器显示器打印机打印机绘图机绘图机定时与逻辑控制定时与逻辑控制传感器传感器传感器传感器接接口口被被测测物物理理量量数字信号数字信号开关信号开关信号多路开关多路开关3n4.1 概述概述n4.2 测量放大器的电路原理n4.3 测量放大器的主要技术指标n4.4 测量放大器集成芯片n4.5 测量放大器的使用n4.6 隔离放大器第第4章章 测量放大器测量放大器51.运算放大器运算放大器第一个使用真

2、空管第一个使用真空管设计的放大器在设计的放大器在1930年前后完成，年前后完成，可以执行加与减的可以执行加与减的工作。工作。60年代晚期，美国年代晚期，美国仙童半导体推出了仙童半导体推出了第一个被广泛使用第一个被广泛使用的的集成运放集成运放A709. . A741是仙童公司的第二代产品，性是仙童公司的第二代产品，性能完善，价格低廉，各国竞相生产，能完善，价格低廉，各国竞相生产，使用广泛。使用广泛。741集成运放成了微电子工集成运放成了微电子工业发展历史上一个独一无二的象征，业发展历史上一个独一无二的象征，历经了数十年的演进仍然没有被取代，历经了数十年的演进仍然没有被取代，至今仍在生产和使用。至

3、今仍在生产和使用。 +-运算放大器运算放大器同向输入同向输入反向输入反向输入输出输出6影响运算放大器精度的参数影响运算放大器精度的参数u 失调电压：失调电压：当运放两输入为零时，输出端存在的当运放两输入为零时，输出端存在的 电压。电压。u 输入失调电压：输入失调电压：运放输出端电压为零时，两个输运放输出端电压为零时，两个输 入端之间所加的补偿电压。入端之间所加的补偿电压。 u 输入偏置电流：输入偏置电流：当运放的输出直流电压为零时，当运放的输出直流电压为零时， 其两输入端的偏置电流平均值。其两输入端的偏置电流平均值。 u 输入失调电流：输入失调电流：当运放的输出直流电压为零时，当运放的输出直流

4、电压为零时， 其两输入端偏置电流的差值。其两输入端偏置电流的差值。 运算放大器类型运算放大器类型u 通用型：通用型：u 高阻型：高阻型：u 低温漂型：低温漂型：u 高速型：高速型：u 低功耗型：低功耗型：u 高压大功率型：高压大功率型：价格低廉、产品量大面广，其性价格低廉、产品量大面广，其性能指标能适合于一般性使用。能指标能适合于一般性使用。差模输入阻抗非常高，差模输入阻抗非常高，输入偏置电流非常小。输入偏置电流非常小。 失调电压小且不随失调电压小且不随温度的变化而变化温度的变化而变化 具有高的转换速率和宽的频率响应。具有高的转换速率和宽的频率响应。 测量放测量放大器大器目前有的产品功耗已达目

5、前有的产品功耗已达uW级。级。 不需附加任何电路，即不需附加任何电路，即可输出高电压和大电流可输出高电压和大电流 89n4.1 概述概述n4.2 测量放大器的电路原理测量放大器的电路原理n4.3 测量放大器的主要技术指标n4.4 测量放大器集成芯片n4.5 测量放大器的使用n4.6 隔离放大器第第4章章 测量放大器测量放大器测量放大器构成测量放大器构成由两级放大器构由两级放大器构成：成：1. 两个同相放大两个同相放大器器A1、A2输输入阻抗高。入阻抗高。2. 普通差动放大普通差动放大器器A3，将双端，将双端输入变为对地输入变为对地的单端输入。的单端输入。Ui1Ui2+-A1 -+A2RGR1R

6、2R3-+A3R4UOU3U4R5R6测量放大器原理电路测量放大器原理电路IGU5高性能差动放大器高性能差动放大器1. 测量放大器的增益测量放大器的增益)()(4321043210UUUUUUUUUUKiiii113RIUUGi224RIUUGiGiiGRUUI21Ui1Ui2+-A1 -+A2RGR1R2R3-+A3R4UOU3U4R5R6测量放大器原理电路测量放大器原理电路IGU51. 测量放大器的增益测量放大器的增益)()(4321043210UUUUUUUUUUKiiiiGGiiRRRRUUUU212143Ui1Ui2+-A1 -+A2RGR1R2R3-+A3R4UOU3U4R5R6测

7、量放大器原理电路测量放大器原理电路IGU53353530RRRUUUU46465URRRU35335646401RRURRRRRUU)()(4321043210UUUUUUUUUUKiiiiUi1Ui2+-A1 -+A2RGR1R2R3-+A3R4UOU3U4R5R6测量放大器原理电路测量放大器原理电路IGU5为提高共模抑制比和降低温漂影响，为提高共模抑制比和降低温漂影响，测量放大器采用对称结构：测量放大器采用对称结构：R1=R2，R3=R4，R5=R635340)(RRUUU1. 测量放大器的增益测量放大器的增益)()(4321043210UUUUUUUUUUKiiiiUi1Ui2+-A1

8、-+A2RGR1R2R3-+A3R4UOU3U4R5R6测量放大器原理电路测量放大器原理电路IGU5351)21 (RRRRG调节外接电阻调节外接电阻RG的大小，可以改变测量放大器的增益的大小，可以改变测量放大器的增益1. 测量放大器的增益测量放大器的增益2. 抗共模干扰能力抗共模干扰能力u 对直流共模信号：对直流共模信号： 由于由于Ui1=Ui2，所以，所以IG=0，U3=U4。 当当R3=R4，R5=R6时，时，U0=0。测量放大器对直流共模信号的抑制比为无穷大测量放大器对直流共模信号的抑制比为无穷大共模信号：作用在差分放大器同相、反相输入端的相同信号共模信号：作用在差分放大器同相、反相输

9、入端的相同信号 。2. 抗共模干扰能力抗共模干扰能力u 对交流共模信号：对交流共模信号：Ui1Ui2+-A1 -+A2RGR1R2R3-+A3R4UOU3U4R5R6交流共模干扰影响交流共模干扰影响IGU5Ri1Ri2C1C2由于输入信号的传输线存在线阻由于输入信号的传输线存在线阻Ri1、Ri2和分布电容和分布电容C1、C2， Ri1C1、 Ri2C2分别对地构成回路。分别对地构成回路。u 对交流共模信号：对交流共模信号：Ui1Ui2+-A1 -+A2RGR1R2R3-+A3R4UOU3U4R5R6交流共模干扰影响交流共模干扰影响IGU5Ri1Ri2C1C2当当Ri1C1Ri2C2时，交流共模

10、信号在时，交流共模信号在两运放输入端产生分压两运放输入端产生分压Ui1、Ui2，且且Ui1 Ui2，故，故IG 0，产生干扰产生干扰2. 抗共模干扰能力抗共模干扰能力 -+A4R1R2u 对交流共模信号：对交流共模信号：Ri1Ri2对交流共模干扰的抑制：在输入对交流共模干扰的抑制：在输入端加接一个端加接一个输入保护电路输入保护电路。Ui1Ui2+-A1 -+A2RGR1R2R3-+A3R4UOU3U4R5R6交流共模干扰抑制方法交流共模干扰抑制方法U5C1C22. 抗共模干扰能力抗共模干扰能力输入信输入信号的共号的共模分量模分量传给屏传给屏蔽体蔽体 -+A4R1R2u 对交流共模信号：对交流共

11、模信号：Ri1Ri2Ui1Ui2+-A1 -+A2RGR1R2R3-+A3R4UOU3U4R5R6交流共模干扰抑制方法交流共模干扰抑制方法U5C1C2当当R1= R2时，由于屏蔽层和信号时，由于屏蔽层和信号线间对交流共模信号是等电位的，线间对交流共模信号是等电位的，故故C1、C2的分压作用不存在，从而的分压作用不存在，从而降低共模干扰的影响。降低共模干扰的影响。2. 抗共模干扰能力抗共模干扰能力20与基本差动放大器相比，高性能差动放大器与基本差动放大器相比，高性能差动放大器（测量放大器）有如下优点：（测量放大器）有如下优点：输入电阻高（运放输入电阻高（运放A1和和A2都是同相输入，输都是同相输

12、入，输入电阻非常高）；入电阻非常高）；增益调节方便（仅通过调节增益调节方便（仅通过调节RG一个电阻即可一个电阻即可调节增益）；调节增益）；低失调、低漂移（运放低失调、低漂移（运放A1和和A2配对，输入失配对，输入失调电压大小和方向相同，相互抵消）。调电压大小和方向相同，相互抵消）。 在弱信号、强干扰的环境中，普通的在弱信号、强干扰的环境中，普通的“高精度、低漂移高精度、低漂移”的运放（如的运放（如OP07，AD517等），仍然无法代替测量放大器。等），仍然无法代替测量放大器。普通运放的输入阻抗受反馈电阻影响不可能做得很高，普通运放的输入阻抗受反馈电阻影响不可能做得很高，因此不适于作为多点检测的

13、前置放大器（因为信号源因此不适于作为多点检测的前置放大器（因为信号源内阻不同，放大器增益也不同）；内阻不同，放大器增益也不同）；普通运放调节增益不方便，因为要保证两输入端电阻普通运放调节增益不方便，因为要保证两输入端电阻对称，必须在改变反馈量（调节增益）的同时，也要对称，必须在改变反馈量（调节增益）的同时，也要相应调节另一输入端等效输入电阻；相应调节另一输入端等效输入电阻；普通运放抗共模干扰的能力低于测量放大器，尤其是普通运放抗共模干扰的能力低于测量放大器，尤其是对交流共模信号，原因是无法接入对交流共模信号，原因是无法接入“输入保护输入保护”电路。电路。 22n4.1 概述概述n4.2 测量放

14、大器的电路原理测量放大器的电路原理n4.3 测量放大器的主要技术指标测量放大器的主要技术指标n4.4 测量放大器集成芯片n4.5 测量放大器的使用n4.6 隔离放大器第第4章章 测量放大器测量放大器1. 非线性度非线性度 非线性度非线性度：放大器实际输出输入关系曲线：放大器实际输出输入关系曲线与理想直线的偏差。与理想直线的偏差。 非线性度与增益有关，且对数据采集精度影非线性度与增益有关，且对数据采集精度影响很大响很大。例如：例如：一个测量放大器，当增益为一个测量放大器，当增益为1时，非线性度为时，非线性度为0.025%；当增益为当增益为500时，非线性度有可能达到时，非线性度有可能达到0.1%

15、。如果将其。如果将其用于一个用于一个12位的位的A/D转换器中，将会严重影响转换器中，将会严重影响A/D转换转换器的精度，相当于变成了器的精度，相当于变成了10位以下的转换器。位以下的转换器。2. 温漂温漂温漂温漂：测量放大器输出电压随温度变化而：测量放大器输出电压随温度变化而 变化的程度。变化的程度。例如：例如：一个温漂一个温漂2 V/的测量放大器的测量放大器，当增益为当增益为1000时时，测测量放大器的输出电压产生约量放大器的输出电压产生约20mV的变化的变化。这个数字这个数字相当于相当于12位位A/D转换器在满量程为转换器在满量程为10V的的8个个LSB值值。通常测量放大器的输出电压会随

16、温度的变通常测量放大器的输出电压会随温度的变化而发生（化而发生（150） V/变化，这也与测变化，这也与测量放大器的增益有关。量放大器的增益有关。应尽量选择温漂小的测量放大器。应尽量选择温漂小的测量放大器。 3. 建立时间建立时间建立时间建立时间：指从阶跃信号驱动瞬间至测量：指从阶跃信号驱动瞬间至测量 放大器输出电压达到并保持在放大器输出电压达到并保持在 给定误差范围内所需的时间。给定误差范围内所需的时间。 tUtU03. 建立时间建立时间建立时间建立时间：指从阶跃信号驱动瞬间至测量：指从阶跃信号驱动瞬间至测量 放大器输出电压达到并保持在放大器输出电压达到并保持在 给定误差范围内所需的时间。给

17、定误差范围内所需的时间。 测量放大器的建立时间随其增益的增加而测量放大器的建立时间随其增益的增加而增加。增加。当增益当增益200时时，为达到误差范围为达到误差范围0.01%，往往建立往往建立时间达到时间达到50 s 100 s，有时甚至高达有时甚至高达350 s 。 例如：例如：4. 恢复时间恢复时间恢复时间恢复时间：指放大器撤除驱动信号瞬间至放：指放大器撤除驱动信号瞬间至放 大器由饱和状态恢复到最终值所大器由饱和状态恢复到最终值所 需的时间。需的时间。放大器的建立时间和恢复时间直接影响数据采放大器的建立时间和恢复时间直接影响数据采集系统的采样速率。集系统的采样速率。 5. 电源引起的失调电源

18、引起的失调电源引起的失调电源引起的失调：电源电压：电源电压每变化每变化1%，引引起起 放大器的漂移电压值。放大器的漂移电压值。 该指标则是设计系统稳压电源的主要依据之一。该指标则是设计系统稳压电源的主要依据之一。共模抑制比共模抑制比：放大器对差模信号的电压放大倍：放大器对差模信号的电压放大倍 数数Aud与对共模信号的电压放大与对共模信号的电压放大 倍数倍数Auc之比，称为共模抑制比之比，称为共模抑制比 (dB) ucudAACMRRlg206. 共模抑制比共模抑制比 u CMRR越大，此时差分放大电路抑制共模信越大，此时差分放大电路抑制共模信号的能力越强，放大器的性能越好。号的能力越强，放大器

19、的性能越好。u CMRR也是放大器增益的函数，它随增益的也是放大器增益的函数，它随增益的增加而增大。增加而增大。 6. 共模抑制比共模抑制比 u 电路对称性电路对称性：电路的对称性决定了被放大：电路的对称性决定了被放大后的信号残存共模干扰的幅度，电路对称后的信号残存共模干扰的幅度，电路对称性越差，其共模抑制比就越小，抑制共模性越差，其共模抑制比就越小，抑制共模信号（干扰）的能力也就越差。信号（干扰）的能力也就越差。u 放大器本身的线性工作范围放大器本身的线性工作范围：测量放大器：测量放大器工作线性范围不是无限大的，当共模信号工作线性范围不是无限大的，当共模信号超出了其线性范围时，即使正常信号也

20、不超出了其线性范围时，即使正常信号也不能被正常放大，更谈不上共模抑制能力。能被正常放大，更谈不上共模抑制能力。影响共模抑制比的因素：影响共模抑制比的因素：30n4.1 概述概述n4.2 测量放大器的电路原理测量放大器的电路原理n4.3 测量放大器的主要技术指标测量放大器的主要技术指标n4.4 测量放大器集成芯片测量放大器集成芯片n4.5 测量放大器的使用n4.6 隔离放大器第第4章章 测量放大器测量放大器1. AD521AD521美国模拟器件美国模拟器件(Analog Devices)公司推出。采用公司推出。采用14脚双列直插式封装。脚双列直插式封装。 1234567891011131214O

21、UTOFF SETVINRG+INSENSEREFRSCOMPOFF SETRSV+RGAD521引脚功引脚功能能1. AD521123456781011121314+IN-INRG10KU-UOUTRS100KU+AD521基本连接方法基本连接方法u 引脚引脚4，6用于调整放用于调整放大器零点，将大器零点，将4，6端端接到接到10K电位器的电位器的两个固定端。电位两个固定端。电位器滑动端接负电源器滑动端接负电源U-U-（脚（脚5 5）。）。u 引脚引脚10，13用于外接用于外接电阻电阻RS，用于对放，用于对放大倍数进行微调。大倍数进行微调。当当RS=100k15% 时，可以得到比较时，可以得

22、到比较稳定的放大倍数。稳定的放大倍数。1. AD521123456781011121314+IN-INRG10KU-UOUTRS100KU+AD521基本连接方法基本连接方法u 引脚引脚2，14用于外接用于外接电阻电阻RG，用于调整放，用于调整放大倍数。大倍数。u 测量放大器的放大倍测量放大器的放大倍数：数：GSINOUTRRUUGu 其放大倍数可在其放大倍数可在11000的范围内调整。的范围内调整。1. AD521123456781011121314+IN-INRG10KU-UOUTRS100KU+AD521基本连接方法基本连接方法技术指标：技术指标：u 共模抑制比共模抑制比100dB 10

23、0dB ( (G=100时时) )；u 输入阻抗输入阻抗3 3 10109 9 ；u 增益带宽大于增益带宽大于2MHz；u 电压放大倍数电压放大倍数11000；u 电源电压电源电压(518)V；u 过载能力较强，动态特过载能力较强，动态特性好。性好。354.5.1 AD521芯片的使用示例芯片的使用示例 当使用当使用AD521（或任何其他测量放大器）时，要特别注意（或任何其他测量放大器）时，要特别注意为偏置电流提供回路。如果没有回路，偏置电流就会对杂为偏置电流提供回路。如果没有回路，偏置电流就会对杂散电容充电，使输出电压漂移得不可控制。散电容充电，使输出电压漂移得不可控制。a) 与热电耦直接相

24、连与热电耦直接相连负载1312711AD521RSRGb) 与变压器相连与变压器相连负载1312711AD521RSRG364.5.1 AD521芯片的使用示例芯片的使用示例 当使用当使用AD521（或任何其他测量放大器）时，要特别注意（或任何其他测量放大器）时，要特别注意为偏置电流提供回路。如果没有回路，偏置电流就会对杂为偏置电流提供回路。如果没有回路，偏置电流就会对杂散电容充电，使输出电压漂移得不可控制。散电容充电，使输出电压漂移得不可控制。c) 与交流信号通过电容相连与交流信号通过电容相连负载1312711AD521RSRGCCRAD521输入端输入端1或或3直接或通过直接或通过电阻与电

25、源的地电阻与电源的地线构成回路。线构成回路。2. AD522AD522可以在环境恶劣的工作条件下进行高精度可以在环境恶劣的工作条件下进行高精度的数据采集。采用的数据采集。采用14脚双列直插式封装。脚双列直插式封装。 1234567891011131214OUTOFF SETVINRG+INSENSEREFNCGNDOFF SETDATA GUARDV+RGAD522引脚功能引脚功能2. AD522u 引脚引脚4，6用于调整放用于调整放大器零点，将大器零点，将4，6端端接到接到10K电位器的电位器的两个固定端。电位两个固定端。电位器滑动端接正电源器滑动端接正电源U+U+（脚（脚8 8）。）。u

26、引脚引脚13用于连接信号用于连接信号传输导线的屏蔽网，传输导线的屏蔽网，以减少外电场对输以减少外电场对输入信号的干扰。入信号的干扰。12341367591112814+IN-INRG10KUOUTU-AD522基本连接方法基本连接方法U+2. AD522u 引脚引脚2，14用于外接用于外接电阻电阻RG，用于调整放，用于调整放大倍数。大倍数。u 测量放大器的放大倍测量放大器的放大倍数数: :G5INOUT1021RUUGu 其放大倍数可在其放大倍数可在11000的范围内调整。的范围内调整。12341367591112814+IN-INRG10KUOUTU-AD522基本连接方法基本连接方法U+2

27、. AD522u 共模抑制比共模抑制比100dB 100dB ( (G=100时时) )；u 输入阻抗输入阻抗10109 9 ；u 非线性度低：非线性度低：0.005% ( (G=100时时) )；u 电源电压电源电压(58)V；u 低漂移：低漂移：2.0uV/。u 低噪声：低噪声：1.5mVp-p ( (0.1100Hz) )。u 使用了自动激光调整的使用了自动激光调整的薄膜电阻，因而公差小、薄膜电阻，因而公差小、损耗低、体积小、性能损耗低、体积小、性能可靠。可靠。 技术指标：技术指标：12341367591112814+IN-INRG10KUOUTU-AD522基本连接方法基本连接方法U+

28、4.5.2 AD522芯片的使用示例芯片的使用示例 12341367591112814+IN-INRG10KUOU-AD522用于测量电桥的电路用于测量电桥的电路U+U+负负载载AD522E1E2信号地信号地测量电桥测量电桥负载地负载地信号回路信号回路负载回路负载回路+ + +10uf 10uf信号地与电源地连信号地与电源地连接，为放大器的偏接，为放大器的偏置电流构成回路。置电流构成回路。参考端参考端11接地，接地，使负载电流流回使负载电流流回电源地。电源地。4.5.2 AD522芯片的使用示例芯片的使用示例 12341367591112814+IN-INRG10KUOU-AD522用于测量电

29、桥的电路用于测量电桥的电路U+U+负负载载AD522E1E2信号地信号地测量电桥测量电桥负载地负载地信号回路信号回路负载回路负载回路+ + +10uf 10uf引脚引脚13为数据护卫输出端，为数据护卫输出端，可以提供输入信号的共模可以提供输入信号的共模分量，此共模分量传给屏分量，此共模分量传给屏蔽电缆的屏蔽体，从而提蔽电缆的屏蔽体，从而提高了交流高了交流CMRR。如果不。如果不用时，此脚应空着。用时，此脚应空着。43n4.1 概述概述n4.2 测量放大器的电路原理测量放大器的电路原理n4.3 测量放大器的主要技术指标测量放大器的主要技术指标n4.4 测量放大器集成芯片测量放大器集成芯片n4.5

30、 测量放大器的使用测量放大器的使用n4.6 隔离放大器隔离放大器第第4章章 测量放大器测量放大器如果输入数据采集系统的信号是微弱的模拟信号，如果输入数据采集系统的信号是微弱的模拟信号，而测试现场的干扰比较大，对信号的传递精度要求而测试现场的干扰比较大，对信号的传递精度要求又高，这时可以考虑在模拟信号进入系统之前用隔又高，这时可以考虑在模拟信号进入系统之前用隔离放大器进行隔离，以保证系统的可靠性。离放大器进行隔离，以保证系统的可靠性。隔离放大器的特点：隔离放大器的特点：输入回路与输出回路之间是电绝缘的。输入回路与输出回路之间是电绝缘的。信号传递的主要方式：信号传递的主要方式：1. 电磁耦合；电磁

31、耦合；2. 光电耦合。光电耦合。45二极管二极管 二极管型二极管型二极管二极管 三极管型三极管型1. 光电耦合隔离放大器光电耦合隔离放大器光敏二极管光敏二极管IoIiIiIo发发光光二二极极管管发光二极管发光二极管光光敏敏三三极极管管461. 光电耦合隔离放大器光电耦合隔离放大器光电耦合器的特点：光电耦合器的特点：u 耦合器中的发光和光敏元件都是非线耦合器中的发光和光敏元件都是非线性器件；性器件；u 非线性器件传输模拟信号将会导致信非线性器件传输模拟信号将会导致信号失真。号失真。克服非线性失真通常采取的措施克服非线性失真通常采取的措施: :u 给非线性器件施加合适的直流偏置，给非线性器件施加合

32、适的直流偏置，在小范围内线性传输信息。在小范围内线性传输信息。u 采用负反馈技术。采用负反馈技术。2. 变压器隔离放大器变压器隔离放大器输入端与输出端之间（包括它们所使用的电源之间）输入端与输出端之间（包括它们所使用的电源之间）无直接耦合通路，其信息传送通过磁路来实现。无直接耦合通路，其信息传送通过磁路来实现。输入、输出侧输入、输出侧间电气绝缘间电气绝缘+- -1A调制器调制器隔隔 离离电电 源源解调器解调器逆变器逆变器+- -2A输入屏蔽输入屏蔽输出屏蔽输出屏蔽uOuI100kCCV 调调 制制解解 调调两侧电源独立两侧电源独立给输入侧提供能量给输入侧提供能量2. 变压器隔离放大器变压器隔离

33、放大器变压器隔离放大器变压器隔离放大器AD277原理图和引脚原理图和引脚 1A调制器调制器隔隔 离离电电 源源解调器解调器逆变器逆变器 2A输入屏蔽输入屏蔽输出屏蔽输出屏蔽 k100 k100 M116151114101213126873495(+15V)(-15V)(+VEE)(-VCC)2. 变压器隔离放大器变压器隔离放大器AD277隔离放大器的主要技术指标：隔离放大器的主要技术指标：输入回路输出回路u开环增益：106dB；u失调电压：1.5uV；u温漂系数：3uV/；u偏置电流：60nA；u差动输入阻抗：4M ；u共模输入阻抗：100M 。u隔离电阻： 1012 ；u小信号带宽：2.5k

34、Hz；u满功率带宽：1.5kHz；u供电电源电压：14V 16V；u供电电源电流：35mA；u工作温度范围：-25+85 。习题：习题：设有一测量放大器如图所示，已知设有一测量放大器如图所示，已知R1=R2=5k，RG=100k，R3=R4=10k，R5=R6=20k，求：，求：1. 此测量放大器的增益。此测量放大器的增益。2. 什么是测量放大器的共模抑制比什么是测量放大器的共模抑制比CMRR？若？若R4的实际测的实际测量值为量值为10.01 k，R5的实际测量值为的实际测量值为20.02 k，其他电阻以，其他电阻以及运放都假设为理想精度，求此测量放大器的及运放都假设为理想精度，求此测量放大器

35、的CMRR。答答: : (1) 测量放大器的增益为：测量放大器的增益为：2 . 210000200001000005000212135121RRRRUUUKGiiO理想状态下，一个差分放大器两个输入端分别输入V+和V-，输出其中 Aud为差模增益。然而，现实中的差分放大器用下式表示更佳：其中Auc是共模增益，通常情况远小于差模增益。共模抑制比（共模抑制比（common-mode rejection ratio, CMRR）是模拟电路中一个用于衡量其抑制两端输入信号共模部分的一个参数。1()()2ouducVAVVAVV()oudVAVV52答答: :(2) 放大器的差模电压增益与共模电压增益之

36、比放大器的差模电压增益与共模电压增益之比称为共模抑制比，表示为：称为共模抑制比，表示为：ucudOncmOncmAAUUUUUUCMRRlg20lg20lg20其中，其中，Ucm是共模干扰电压，是共模干扰电压，Un是由是由Ucm转化成的差模干转化成的差模干扰电压。扰电压。UO是输出电压，是输出电压，Aud是差模信号放大倍率，是差模信号放大倍率，Auc是是共模信号放大倍率。共模信号放大倍率。习题：习题：设有一测量放大器如图所示，已知设有一测量放大器如图所示，已知R1=R2=5k，RG=100k，R3=R4=10k，R5=R6=20k，求：，求：2. 什么是测量放大器的共模抑制比什么是测量放大器的共模抑制比CMRR？若？若R4的实际测的实际测量值为量值为10.01 k，R5的实际测量值为的实际测量值为20.02 k，其他电阻以，其他电阻以及运放都假设为理想精度，求此测量放大器的及运放都假设为理想精度，求此测量放大器的CMRR。答答: : 对于该测量放大器，已经求得对于该测量放大器，已经求得Aud=K=-2.2。下面求。下面求Auc：224RIUUGi113RIUUGi所以：所以： 341212iiGGUUUUI RI R习题：习题：设有一测量放大器如图所示，已知设有一测量放大器如图所示，已知R1=R2=5k，RG=100k，R3=R4=10k，R5=R6=