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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AD620
5 U( h. @  Y, d+ [1 E; ?' G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!
. N! Z" x1 l; `+ V

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, G4 M3 [! u5 W& l/ x/ a
我用仿真器仿真了一遍,G=100 啊

) `; V/ w* }2 ^( [9 D1 ^$ J/ N3 s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+ O; o% |  T7 M: s+ m

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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 % |: v) I7 z# Y5 M5 \& |: Q
HAL_HARD_WELL 发表于 2018-5-12 14:06
, A5 ~8 d' Q. D0 Q9 n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?

- u0 h$ f7 S$ x, n. p呵!呵!你都知道 Gain 怎麼算的,把 Gain 湊到 100 不就得了。
" Z2 G' ~$ y/ C+ e3 r- p" f7 a
  • 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。. E' R- D9 P, ?+ w/ o0 ^' v
    1 + 2 x R1 / R2 = 100
    $ |+ D# k% }7 Y! P9 c2 x R1 / R2 = 99/ _/ u1 V5 t' u7 \
    R1 / R2 = 49.5
    ) S" @9 ]" z9 [; _5 J' {0 v& f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% v) g% s2 i

7 P% K7 V3 @+ K$ \看到這裏你會有些心得。6 \! b! ]6 t, K$ H$ [' |( q
  • 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。0 C# e0 _! N5 S# e  X, K

" ~8 q, ?$ G+ O2 r$ J" \4 N& A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。
2 ]+ |- O5 K# V$ V# x% j$ O8 j6 P/ q0 e* ]# p4 A/ |4 G3 `7 l5 L7 {

( x+ k* L" Q  K7 A/ }5 l; n

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
  `7 f4 d6 h1 }8 s; c  g7 ]: |5 [5 [請參考!
7 S, z. K0 O( O. u& [$ F5 [  p3 f& t7 ~
增益 100 應該是指單端輸入,兩個單端相減增益就會變 200。
( O% w) j, D) x8 N
你好,- j' v2 Z+ @9 a0 Q5 [
增益的部份,  依公式計算即可./ c% v: T) x2 {+ y* u; S% a
                         2*10k             10k
# T* g% w! Q* c. T- D: B- pGAIN :   ( 1+   -----------  ) *( ----------- )   , Av = 201/ n* v% B" J: [$ \# Z
                          100                10k8 b* V8 B0 B6 z# X
6 v/ @# _7 B/ }2 ^5 J/ Z
TI TINA 模擬的另一個問題是,   :0 n2 a, _/ k+ m) H4 I: Z2 @
10mV   *  GAIN  , 正確結果應該是 2.01 V, V! F* O7 b& |. w  d. `8 \/ Q
( U9 J' [* i% R) t: H5 `  ^
目前的結果確是 2.11 V
% e  ?6 {) m1 j' F3 ?9 A( s  A,
" |6 W" E2 v/ Q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,  
0 y( D' D# O3 x# J# a- _( 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.8 L$ E8 [' I, ]* t1 ]% n
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.
5 |4 A7 }7 L2 p3 ?8 v: s1 m) g5 E5 }! R! j
# q$ o% @! _5 p" ]

# U# n4 f1 F0 x, K

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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!6 r' g9 `$ n! G! ^& K3 p
" ?9 G- ~5 h* f9 }
增益 100 應該是指單端輸入,兩個單端相減增益就會變 2007 k7 S% R6 @1 e% H' I
+ n; h. `/ h- b4 M

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 23:33
$ f9 M/ S- Y9 w& k9 e/ D+ `請參考!
; C$ M0 d9 I5 o7 ^; L; j5 k5 D. t" O
增益 100 應該是指單端輸入,兩個單端相減增益就會變 200。

2 ^. x' y3 u' j2 o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
- a2 y7 I$ v' }- M7 w& _! s4 p! L0 b
HAL_HARD_WELL 发表于 2018-5-12 12:14
0 m. t% i! w, `! l2 ^) r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
& |( A1 Q2 s8 X  R. A! g
2 K  Q) f1 m' j" m( Y, ^% t2 |

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

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 23:335 M! O  G  R/ E  U+ p6 j: A0 n
請參考!
& s" A, ~+ c+ w1 |
. ]: t8 h4 z4 l+ @: d+ T+ Z$ R增益 100 應該是指單端輸入,兩個單端相減增益就會變 200。

9 G: h, ?% f% a# T. d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?
3 p/ a, ?3 z6 i/ _8 W5 t

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 16:196 M( c8 ~7 b7 F3 h7 h1 U
VF2接地,VF3接信号
8 p* u$ E+ I/ B  l* z) ~. `4 g3 }
只是输出变负电压了# M- s8 z3 ?* ~- c* ?( c6 T7 }( y

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
( b3 g+ w! |1 Z5 `$ y* D7 i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
6 @$ z& M; q7 ~- b2 k$ d% e! q- I6 h2 ~/ }
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???$ q; P* f/ h* X8 }; _, v: w: N! j
. ?, q* N/ h* z5 C

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 , O# [% T5 ~( {0 c

8 h' w9 g/ k1 ]' Y! _# ?- |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。
: S3 N5 _5 A) Z7 T
6 {; h) b6 R. d; i& h% r" _, k

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

INA129 Schematics.jpg
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