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儀表放大器高通濾波的陷阱

工程師看海 ? 來源:工程師看海 ? 作者:工程師看海 ? 2024-10-21 16:52 ? 次閱讀
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原文來自課程:《運放秘籍》第四部

圖4-55 是某設(shè)計師設(shè)計的1000倍放大電路,第一級是儀放,放大倍數(shù)為100倍,第二級為同相放大,放大倍數(shù)為10倍,一共放大100*10=1000倍。

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圖4-55 錯誤的100*10倍放大電路

儀放前端加了高通濾波器,為了抑制實際信號中的低頻擾動,高通濾波器的截止頻率大約是20mHz。

理論上,輸入的1mV信號可以被放大為1V,但是實測發(fā)現(xiàn),輸出信號嚴重失真,圖中紅色曲線是輸入信號,深藍色曲線是輸出信號,可以看到輸出信號頂部被削波,失真嚴重,這是為什么呢?

這是因為儀放具有輸入偏置電流與輸入失調(diào)電流,當輸入偏置電流流經(jīng)高通濾波器的電阻時,電流將會轉(zhuǎn)換成電壓,被儀放放大后輸出給OP279后,被OP279進一步放大,超出OP279輸出范圍,導(dǎo)致輸出失真。

85b63e5a-8ce4-11ef-a79e-92fbcf53809c.png

圖4-56 R3為11MΩ

這里有幾個要點需注意,

1:高通濾波器的電阻越大,則偏置電流轉(zhuǎn)換成的電壓就越大。

2:高通濾波器的電阻偏差越大,則失調(diào)電流轉(zhuǎn)換成的電壓也越大。如,將圖4-55 中的R3取誤差1%,改為11MΩ,測輸出波形見圖4-56 ,深藍色的輸出波形失真更嚴重,輸出直流偏差增加。

高通電路還有那些設(shè)計因素需要考慮呢?

答案在《運放秘籍》第四部:運放進階應(yīng)用

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