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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AD6202 }! F# S# p' T2 K' I
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!
" I+ `, \" P3 L- S& s; Y0 J5 N

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
# P, h) R3 {2 y$ b$ W9 d- \+ R2 f我用仿真器仿真了一遍,G=100 啊

" U  h, G0 N2 E6 S4 V1 `9 ^5 U2 h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, z  a) q# o6 ^8 T9 D

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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 2 [! }$ m  Z2 c! ~8 f- g9 B
HAL_HARD_WELL 发表于 2018-5-12 14:06
/ h. R  k: H+ b9 A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?

. d6 n7 R( ?6 J. c1 B- [* F呵!呵!你都知道 Gain 怎麼算的,把 Gain 湊到 100 不就得了。3 x( n* D" k$ f+ g
  • 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。+ q4 ~  w* c0 f
    1 + 2 x R1 / R2 = 100
      j9 C( t$ H+ c; h& l& a2 x R1 / R2 = 99
    ! {7 {5 V% X  [; T% h  ER1 / R2 = 49.54 r$ a' [8 j+ z
    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。! K. `, W3 e, W2 p3 N- Y0 [
( d+ L& ~0 M( i0 j; T
看到這裏你會有些心得。
# i, J; H6 Y4 C+ \1 d8 k
  • 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。
    , r% i% Y7 J( @# K+ K- y

* G2 t8 ^2 q' o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。
" E. k9 @3 H/ l, K# G7 |& B+ B4 t: o0 r0 `6 j
: L6 s# Y+ }( e8 i& e, |' t. m

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 23:338 q5 R# b1 p; i5 k
請參考!9 Y0 o, G7 x) f/ H& f& y
3 \6 J* j( p7 n' l" |
增益 100 應該是指單端輸入,兩個單端相減增益就會變 200。

- P  B. n5 G0 R. A+ `5 O  i! j你好,1 b' \8 @% R5 p
增益的部份,  依公式計算即可.
- B5 M  }: g4 j& P3 v9 T5 Z                         2*10k             10k
; @. V! H- H: @# GGAIN :   ( 1+   -----------  ) *( ----------- )   , Av = 201! t* Y/ J/ O) h" f
                          100                10k5 c7 {2 j+ I5 V3 B0 F

6 E! o3 s5 K7 g' Q. H) }( e- ^TI TINA 模擬的另一個問題是,   :
  y9 S+ \: F. ?* z6 k( T! g* K+ N% ~10mV   *  GAIN  , 正確結果應該是 2.01 V; L2 Q/ y( O; h7 p
2 @  y" j) V9 h- v* T9 X3 P
目前的結果確是 2.11 V
# O7 ], z( T% G- }) O# }; t+ f1 p,
( Z9 P2 `2 }! V( R8 A. i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,  ( \  }- Y. h: E$ N+ ~" j( ~
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., d  M5 v# j! _3 o4 ~% y$ r* d
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.
8 A5 r0 G& `" v% @+ O- r2 N2 p; M4 }' V) R+ s
" v/ e, I0 [# K2 O& b& S# `
- B' L. a" F0 T% x+ [+ R* j

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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!
# _8 ^+ j4 n. s" @8 K5 R6 f7 t
" D, [3 m+ F0 \; h# A/ S8 e/ m增益 100 應該是指單端輸入,兩個單端相減增益就會變 200% v2 L% o: x# D) N7 ?0 D+ G

/ h! w% }7 G+ ^% r+ r; G

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
哈士奇是一種連主人都咬的爛狗!

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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 23:33- S/ }$ {  i& m2 q% K7 Z) }3 t$ Y
請參考!1 I5 b. x. P* ]/ J
+ ], k5 k1 L; N$ \& b/ C0 Q2 ~# ^9 Q
增益 100 應該是指單端輸入,兩個單端相減增益就會變 200。

2 @# R9 V( W3 z) b, T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
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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
9 b4 }0 h) P* l* b
HAL_HARD_WELL 发表于 2018-5-12 12:14
( h: x7 \( v8 U: k1 c& k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

7 x/ z5 c! K: p! S% V8 K4 T6 n" `  |7 A7 r6 B

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+ S/ {' a+ v/ Q( s+ M
請參考!
" e* n- j# d: h( @0 R$ v6 q0 p" P; G) j2 R) h
增益 100 應該是指單端輸入,兩個單端相減增益就會變 200。

, s. n! F* C0 E& b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?
2 c: ?, \' s0 ^2 q( ^" f, Z1 h

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 16:198 ~  k  F# Y: i# I/ T2 H+ h( P1 q
VF2接地,VF3接信号
. T9 f- ]& [6 X9 J. ]  m  S* h  B
只是输出变负电压了
( A7 R' J* u) [( Z

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

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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/DIV8 @- _, U4 \; M3 A4 B8 l
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
' R* [8 o) c* i1 Z& e  k& k7 L
* ?' o( p4 M3 F/ M% ]2 B4 I9 _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???1 R# k* |" Q8 s4 B* q
7 @8 o% f* m+ M  ?4 n8 I" E5 k7 Q

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 . i) I2 Q2 c" \; D1 j
, _; K' k: Q: e6 \
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。: I, I2 O$ B. w: n" F; ?5 B

4 d* ]. k+ a! ]/ Z! x2 d2 m, F

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

INA129 Schematics.jpg
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