三级仪表放大器Proteus仿真

三级仪表放大器是一种由三个放大器级别(即三级放大器)构成的高精度电路,用于测量微弱的差分信号并增强其幅度,同时抑制共模噪声。它通常用于精密测量系统、传感器信号处理以及其他对信号放大要求高的应用中。


三级仪表放大器通常由三个放大器部分组成:

输入级(差分放大器): 输入级主要用于接收差分信号,它通常包括两个输入端口,并对输入的差分信号进行初步放大。此部分能有效地抑制共模信号,从而保证放大器的输入信号是差分信号。

增益调节级: 中间的增益调节部分用于调整系统的整体增益。它允许调整放大器的增益,从而确保输出信号符合系统的需求。

输出级(最终放大): 输出级主要用于对信号进行最后的放大,将中间级输出的信号增强到所需的幅度,以供进一步处理或显示。

主要特点
高共模抑制比(CMRR):三级仪表放大器具有非常高的共模抑制比,即能有效抑制输入信号中不需要的共模噪声,只有差分信号被放大。
高输入阻抗、低输出阻抗:这种设计使得放大器能在不加载输入信号源的情况下工作,并将增强后的信号输送到负载。
高精度和稳定性:由于每一级的增益都可以精确调节,三级仪表放大器通常具有很高的精度和稳定性,适用于要求严格的测量应用。
应用领域
三级仪表放大器广泛应用于以下领域:

传感器信号放大:用于处理来自传感器的微弱信号,特别是在压力传感器、温度传感器、应变计等设备中。
医疗设备:在ECG(心电图)等医疗设备中,三级仪表放大器用于放大微弱的生物电信号。
工业自动化:用于从工业传感器收集信号并进行处理。
精密测量:如在电子测试和调试中,需要高精度的信号放大器来进行测量。
总的来说,三级仪表放大器因其出色的共模抑制能力和高精度放大特性,在许多需要高精度和高稳定性的应用中都有重要的应用。

接下来是proteus软件仿真模拟三级仪表放大器,如下图所示:

仿真之后结果如下:

放大倍数计算公式:

最后实现了超过7倍的放大倍数,但是如果通过公式理论计算:Av = 1+2*100k/25k =9。应该有9倍左右的增益才对。

另外还有一个小问题,刚开始仿真的时候一直没增益,后面发现是OPA227P的上下电源都是正负3.3V。换成正负5V问题就解决了,但是当初查放大器参数的时候以为双电源模式符合接入电压范围那结果就是不影响的,实际上3.3V和5V的区别很大~

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