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用3个OP07搭建增益为100的放大电路,代替仪表放大器

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发表于 2018-5-11 15:10 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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最近在做弱信号放大的小玩意,于是上某宝去搜索成品,发现用AD620这款运放的很多呀,然后就跟进去看了一下AD620的datasheet,发现可以用3个便宜的OP07来代替AD6203 U& \: ?- P9 f- d* \
实现增益为100倍的电路图,于是我自己仿真了一下,可是为什么结果是200倍?这让我疑惑了。于是我就去查找仪表放大器的相关介绍,发现是有公式可以算增益的,确实也是200倍呀,难道手册错了?我觉得不可能,应该是我仿真错了或者是哪里算不对,才算出200倍,此外我搜索了一下,有个百度问答有人提供的方案确实是100倍增益,最后把贴图还有链接,以及AD620的手册贴上,希望可以得到解答。谢谢!
" H8 x! R  a5 x+ v+ t& `9 u$ p4 B, M

QQ截图20180511145619.png (85.83 KB, 下载次数: 1)

3个OP07放大100倍

3个OP07放大100倍

QQ截图20180511150411.png (97.78 KB, 下载次数: 0)

3运放仪表放大器

3运放仪表放大器
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发表于 2018-5-15 07:36 | 只看该作者
gwei_0210 发表于 2018-5-14 17:21
' v& z7 G& ^# f  |6 l我用仿真器仿真了一遍,G=100 啊

% u5 i# ~9 Z5 v4 p9 @, j现在遇到个问题是:我输入的是10mV的信号,可是示波器A端口测试的结果是20mV  v' I  s) p7 |4 X; W7 z- P

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热心人!: 5.0
猜測是阻抗批配: 示波器的輸入阻抗約為1M ohm. Function Generator 的輸出阻抗50 ohm. 以 FG而言,就像接上一大的負載(Open)一般. 因此在示波器上會得到兩倍的設定電壓值.  详情 回复 发表于 2018-5-15 08:49
热心人!: 5
那有什麼奇怪的,Tina 9 10mV 丟進去只剩 uV 出來。@_@|||  发表于 2018-5-15 08:19

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发表于 2018-5-12 23:47 | 只看该作者
本帖最后由 超級狗 于 2018-5-18 08:13 编辑 ; P2 u0 e: \& D5 n4 x  H* Z
HAL_HARD_WELL 发表于 2018-5-12 14:06+ q& Y9 C7 y7 ^* |& ]" w. _
您好,那我要怎么处理才能把增益变成 100?为什么我把其中一个接地了,增益还是 200?
& t4 o5 O. V& k0 `- `# m6 M
呵!呵!你都知道 Gain 怎麼算的,把 Gain 湊到 100 不就得了。- `6 c" T* t7 Z8 @
  • 第二級的增益Gain)是 R4 / R3,你的圖 R3 = R4 = 10K 所以增益 G2 = 1。
  • 第一級的增益Gain)是 1 + 2 x R1 / R2,想辦法把增益 G1 湊成 100 就可以了。
    4 e! t+ _" J+ C- r" m1 + 2 x R1 / R2 = 1006 U8 l# D& k3 u
    2 x R1 / R2 = 99: S. c( }3 ~7 f3 C
    R1 / R2 = 49.56 n/ y0 Q" @7 G' M
    你的圖中 R2 = Rg = 100 歐姆,所以你只要把 R1 配成 4.95K 歐姆,增益Gain)就是 100 倍了。
    ( f# ~# [; N* e' d* u# Q1 H

1 N' _5 ^. q4 ]. ^- g1 P" c看到這裏你會有些心得。
: k) W/ K" v6 R7 z
  • 4.95K 並不是標準電阻值,上哪兒去找?即便你能用多顆串接解決,還是不方便。
  • R1 ~ R4 若以 1% 精密電阻計算,整個電路仍有 4% 的誤差,這還不包括運放的偏置Offset)及增益非線性Gain Non-Linearity)等因素的影響。/ `* j3 Y) z& {9 k
- o9 u* P& D; [4 C) X# s4 V8 n
這時候你就會了解,單一顆並內建電阻的姨婊子運放Instrumental Amplifier)芯片有多好用了。例如TI INA 系列的產品,增益誤差Gain Error)都會控制在 2% 以下。
7 \7 Z$ K$ F" m6 h/ ~+ g6 I" o: a1 v% d  J2 J0 D* m
' H0 l* p( q5 A6 D  r

Gain of the Three Op Amp Instrumentation Amplifier.jpg (89.74 KB, 下载次数: 0)

Gain of the Three Op Amp Instrumentation Amplifier.jpg

Output Voltage of Instrumental Amplifier.jpg (9.13 KB, 下载次数: 0)

Output Voltage of Instrumental Amplifier.jpg

ina118.pdf

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ina129-ep.pdf

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真的学到了,还是不会变通呀。谢谢您  详情 回复 发表于 2018-5-18 09:47
哈士奇是一種連主人都咬的爛狗!

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发表于 2018-5-14 13:58 | 只看该作者
超級狗 发表于 2018-5-11 23:33( _# D& C& q' z" v
請參考!
1 |+ c& p& M9 W  f# c1 X# m9 C$ H7 h7 T, ^3 d# n! u4 X* C
增益 100 應該是指單端輸入,兩個單端相減增益就會變 200。

7 g4 z% w/ N; M; ]你好,
8 i# _+ I3 s  g  e1 K0 j增益的部份,  依公式計算即可.
- @, a% o( N$ P0 }8 ?                         2*10k             10k! G5 S* ^0 N5 y, k/ ?5 Y
GAIN :   ( 1+   -----------  ) *( ----------- )   , Av = 201
% |; `8 x* f4 o$ T                          100                10k
; v8 L- A3 d/ ~4 S* l! k( u/ z% l. p# ~& B' ]
TI TINA 模擬的另一個問題是,   :
" b1 H" \/ q! I10mV   *  GAIN  , 正確結果應該是 2.01 V+ w! t0 K1 p. O, {
. Y, Q: N6 [7 f% P( r( d
目前的結果確是 2.11 V
2 V2 o& D( }3 v, e7 r1 ],4 }  H- a. ^* p: f- W/ q* K% K
我看了一下, 樓主運放零件選用,  並沒有提供合適的工作電源,  
' `2 ?# Q7 e1 v5 v所以無法模擬出正確的結果.  TINA 應該有出現錯誤的警告訊息才是.1 \% t. h) J1 N5 |& `! O
如果不想或不知工作電源為何,  可先選用理想運放做模擬即可.) b7 @& Q# ~" u* S. p

1 {. n7 u5 ^& w& s$ z
/ f  f: j9 o8 T" \2 U! R
3 g  p  ^% b+ H+ o" f7 U0 _7 I

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運放接正負電源好像更慘,輸出是 uV 級的。>_<|||  发表于 2018-5-14 23:25
热心人!: 5
這個問題你要打電話給聯邦調查局的穆德探員了,我用 Tina 9 仿真的結果也是錯的。@_@!!!  发表于 2018-5-14 21:50

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 楼主| 发表于 2018-5-11 15:11 | 只看该作者
分享别人方案的链接:https://zhidao.baidu.com/question/186525649.html

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发表于 2018-5-11 23:33 | 只看该作者
請參考!5 [3 I7 g; d, H; t' I

6 k* x0 H9 `2 C! a增益 100 應該是指單端輸入,兩個單端相減增益就會變 200
0 P$ z* j1 O  c0 {! t, {$ [- o
/ R$ m5 x0 a0 l( q+ N% L6 F

Inst_Amp.pdf

60.27 KB, 下载次数: 5, 下载积分: 威望 -5

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你好, 增益的部份, 依公式計算即可. 2*10k 10k GAIN : ( 1+ ----------- ) *( ----------- ) , Av = 201 100 10k T  详情 回复 发表于 2018-5-14 13:58
您好,那我要怎么处理才能把增益变成100?为什么我把其中一个接地了,增益还是200?  详情 回复 发表于 2018-5-12 14:06
感谢大神版主的解答和提供的参考资料,看来自己素养还不够,看不懂手册  详情 回复 发表于 2018-5-12 12:14
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 楼主| 发表于 2018-5-12 12:14 | 只看该作者
超級狗 发表于 2018-5-11 23:334 q+ `+ I3 q# ]; \- [
請參考!
) E' ^: t. W  ~+ v$ L
1 l: N9 |, F" Q9 {增益 100 應該是指單端輸入,兩個單端相減增益就會變 200。
1 t+ v: i% U# h
感谢大神版主的解答和提供的参考资料,看来自己素养还不够,看不懂手册

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你好,就是我仿真了一下,如图所示,我输入端一边接地一边10mv输入,结果G=200,所以差分放大倍数还是200,为什么不是100?  详情 回复 发表于 2018-5-12 14:02
热心人!: 5
我自己也不太懂。>_<|||  发表于 2018-5-12 13:09

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 楼主| 发表于 2018-5-12 14:02 | 只看该作者

回复错了

本帖最后由 HAL_HARD_WELL 于 2018-5-12 14:07 编辑 ) z( ~; v  T1 ?5 ~$ E) C9 {0 ?8 Q
HAL_HARD_WELL 发表于 2018-5-12 12:140 ^! S* L! n1 ^3 d6 X
感谢大神版主的解答和提供的参考资料,看来自己素养还不够,看不懂手册
5 ]4 D' M9 ]9 ?9 i; i7 \7 E
: t' N; D/ s7 ^2 z

QQ图片20180512135845.png (34.12 KB, 下载次数: 0)

G=200仿真图

G=200仿真图

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 楼主| 发表于 2018-5-12 14:06 | 只看该作者
超級狗 发表于 2018-5-11 23:33
$ U  J( ^- ~0 a3 z. I請參考!1 e( E( L4 @# G
) A1 L( `# a) Z: _& Q. O
增益 100 應該是指單端輸入,兩個單端相減增益就會變 200。

' B, N& x3 t6 `2 ]" f您好,那我要怎么处理才能把增益变成100?为什么我把其中一个接地了,增益还是200?
8 q8 k! u; p' a+ p. O8 p  J

QQ图片20180512135845.png (34.12 KB, 下载次数: 0)

仿真图

仿真图

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呵!呵!你都知道 Gain 怎麼算的,把 Gain 湊到 100 不就得了。 [*]弟二級的增益(Gain)是 R3/R4,你的圖 R3 = R4 = 10K 所以增益 G2 = 1。 [*]第一級的增益(Gain)是 1 + 2 x R1 / R2,想辦法把增益 G1 湊成  详情 回复 发表于 2018-5-12 23:47

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发表于 2018-5-12 16:19 | 只看该作者
VF2接地,VF3接信号

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只是输出变负电压了  详情 回复 发表于 2018-5-12 21:02

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 楼主| 发表于 2018-5-12 21:02 | 只看该作者
gwei_0210 发表于 2018-5-12 16:19' l% k7 _, s6 `9 u; A
VF2接地,VF3接信号
+ ^! j$ ]+ o7 }, ]7 ?% ?: i) h) N( h& H  B
只是输出变负电压了
- e* l, }& F9 W+ {, R% _4 J

QQ截图20180512210152.png (26.05 KB, 下载次数: 0)

反之一样

反之一样

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輸出負壓是你輸入點的正負極搞錯了,倒過來就會變正的,看我那個 INA129 的貼圖。^_^  发表于 2018-5-15 10:16

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发表于 2018-5-14 17:21 | 只看该作者
我用仿真器仿真了一遍,G=100 啊

无标题.png (126.91 KB, 下载次数: 0)

无标题.png

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现在遇到个问题是:我输入的是10mV的信号,可是示波器A端口测试的结果是20mV  详情 回复 发表于 2018-5-15 07:36

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发表于 2018-5-14 17:24 | 只看该作者
示波器输入端A是20mV/DIV,示波器输入端B是1V/DIV! p3 o2 L& }+ A* o( q
上面图里面上面信号时A端测试结果,下面信号时B段测试结果

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发表于 2018-5-14 21:19 | 只看该作者
本帖最后由 超級狗 于 2018-5-14 21:46 编辑 ! x; q1 b% q; `& N! Y: n/ f

: V$ {, }5 o" u0 N4 a4 f為什麼我用踢哀TI)的提那酒Tina 9)仿真不出來,但是用你娘太苛Linear Tech)的野樓梯失敗史LTSpice)就可以???/ F# N' n+ d! @: v1 x7 e8 r

& @3 ?6 [; S, t8 s+ ^2 L8 K" F

Instrumental Amplifier.jpg (53.04 KB, 下载次数: 0)

Instrumental Amplifier.jpg

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TI TINA : 設 R1 = 4.95k , GAIN = 100  详情 回复 发表于 2018-5-15 08:38
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发表于 2018-5-14 21:37 | 只看该作者
本帖最后由 超級狗 于 2018-5-14 21:48 编辑
6 U8 L- T2 o! G/ x2 {! a
5 W5 ]1 Y8 W' \$ T- n# a& I如果照 TI INA129 芯片資料上面寫的,你娘太苛Linear Tech野樓梯失敗史LTSpice)的仿真結果似乎才是對的。$ S$ r5 |3 B7 ~. H# F6 Z5 I) r" V5 o

; o/ n/ k9 D# k2 j) o- x3 u7 ~

INA129 Schematics.jpg (45.21 KB, 下载次数: 0)

INA129 Schematics.jpg
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