仪器仪表运放的放大倍数的一些问题

仪器仪表运放因利用差分输入,可以滤除共模信号,抗外界干扰能力强,具有广泛的应用。其一般用于精密仪表或者微小信号的提取方面。其电路图如下:

   当对Vin+、Vin-进行输入信号时,根据虚短虚断条件,R16两端分担电压为Vin+与Vin-的差值。因此第一级运放的放大倍数为Gain1=(R16+R15+R18)/R16。在本例中,由于R15、R16、R18的电阻相等,Gain1=3
   第二级的放大倍数为:Gain2=R11/R14,综上放大倍数Gain= Gain1*Gain2=(R16+R15+R18)/R16*R11)/R14
问题1:本例中,如果输入Vin-=0V,Vin+信号随意,小于3.3V,运放的电源输入正极4脚接3.3V,负极11脚接0V,则放大倍数是多少?
     此时分析电路,对于U2A其满足虚短虚断条件。因此:U2的2脚电压V2=Vin+;U2的6脚电压V6≠0V
假如按照正常的分析若此时V6
=0V,则此时U2的7脚电压为V7=-Vin+,U2的1脚电压为V1=2Vin+;显然运放最小输出电压只能到0V。因此假设是不满足的,
因此此时运放输出端输出V7=0V,此结论很重要,直接影响下面的放大倍数。

也即此时,R16+R18一起分担的电压为Vin+,此时U2的6端电压为0.5Vin+,确实没有虚短虚断条件了。又R15、R16、R18上的电流大小相同。因此第一级放大倍数:
Gain1=V1/ Vin+=(R15+R16+R18)/(R16+R18)
在本例中,Gain1=1.5,本结论已在实际电路中进行实测,与结论完全一致,特此记录此坑。
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