三运放组成的仪表放大器电路分析

三运放仪表放大器电阻匹配三运放仪表放大器是一种常用于电子测量和信号处理的电路。

它通过将输入信号放大到合适的幅度，以便于后续的处理和分析。

而电阻匹配则是在设计和使用三运放仪表放大器时需要考虑的一个重要因素。

电阻匹配是指在电路中使用合适的电阻值来匹配不同部分之间的阻抗，以达到最佳的信号传输和抗干扰能力。

在三运放仪表放大器中，电阻匹配的目的是确保输入电阻和输出电阻的匹配，以提高放大器的性能和稳定性。

让我们来看看为什么要进行电阻匹配。

在三运放仪表放大器中，输入电阻和输出电阻的大小对信号的传输和放大效果有着重要的影响。

如果输入电阻过大，会导致信号的衰减和失真；如果输出电阻过大，会使得信号传输到后级电路时出现较大的负载效应。

因此，通过选择合适的电阻值，可以在最大程度上减小这些影响，提高放大器的性能。

在进行电阻匹配时，需要考虑输入电阻和输出电阻的特性。

首先，输入电阻应该尽可能大，以避免对输入信号的负载效应，同时还可以提高输入的灵敏度和信噪比。

一般来说，可以通过在输入端串联一个较大的电阻来实现。

而输出电阻则应该尽可能小，以确保信号能够有效地传输到后级电路，同时还可以减小输出信号的失真。

一般来说，可以通过在输出端并联一个较小的电阻来实现。

在选择具体的电阻数值时，需要考虑输入信号的幅度和频率范围，以及后续电路的输入和输出阻抗。

一般来说，可以根据以下原则进行选择：1. 输入电阻：根据输入信号的幅度和频率范围选择适当的电阻值，一般可以在几千欧姆到几兆欧姆之间。

2. 输出电阻：根据后续电路的输入阻抗选择适当的电阻值，一般可以在几十欧姆到几百欧姆之间。

需要注意的是，电阻匹配并不是一种绝对的要求，而是一种在特定应用中为了提高系统性能而采取的一种策略。

在实际应用中，可以根据具体情况进行调整和优化。

电阻匹配是三运放仪表放大器设计和使用中需要考虑的一个重要因素。

通过选择合适的电阻值，可以在最大程度上减小信号的失真和衰减，提高放大器的性能和稳定性。

仪表放大器：三运放INA的基础操作简介许多工业和医疗应用在存在大共模电压和DC电位的情况下，都使用仪表放大器（INA）来调理小信号。

三运算放大器（三运放）INA架构可执行该功能，其中输入级提供高输入阻抗，输出级过滤共模电压并提供差分电压。

高阻抗与高共模抑制比的结合是流量传感器、温度传感器、称重装置、心电图（ECG）和血糖仪等众多传感器和生物计量应用的关键。

本文介绍了三运放INA的基础操作，分析了零漂移放大器的优点、RFI 输入滤波器、监测传感器健康和可编程增益放大器，并列举了传感器健康监测器和有源屏蔽驱动（acTIve shield guard drive）电路的应用范例。

三运放INA基础操作INA本身的性质使其适用于调理小信号。

其高阻抗与高共模抑制比的结合非常适合传感器应用。

通过使用输入级的同相输入可实现高输入阻抗，无需靠任何反馈技巧（见图1）。

三运放电路可消除共模电压，并以非常小的误差放大传感器信号，但必须考虑输入共模电压（VCM）和差分电压（VD），以免使INA的输入级达到饱和。

饱和的输入级可能看似对处理电路是正常的，但实际上却具有灾难性后果。

通过使用具有轨到轨输入和输出（RRIO）配置的放大器来提供最大设计余量，有助于避免出现输入级饱和。

以下讨论介绍了三运放INA的基本操作，并举例说明了放大器如何处理共模和差分信号。

图1是三运放INA的框图。

按照设计，输入被分为共模电压VCM和差分电压VD。

其中，VCM定义为两个输入的共用电压，是INA+与INA-之和的平均值，VD定义为INA+与INA-的净差。

式1：式2给出了由于施加共模电压和差分电压而在INA输入引脚上产生的节点电压（INA+、INA-）。

式2：在非饱和模式下，A1和A2的运放在增益设置电阻RG上施加差分电压，产生电流ID：式3：因此A1和A2的输出电压为：式4：将式3代入式4可得：式5：其中式5仅显示被增益G1放大的差分分量VD/2，共模电压VCM经过具有单位增益的输入级，并在随后被放大器A3的共模抑制抵消。

三运放差分放大电路
三运放差分放大电路是一种复杂的放大电路，它通常由三个反馈运放和四个电容构成。

它具有高精度、低静态偏置电流和较低的输出阻抗特点。

它的工作原理是将输入信号通过一个负反馈运放放大后再输入到一个正反馈运放中，在此过程中，前一个运放的输出信号与输入信号的相位相反，从而达到增强输出信号的效果。

三运放差分放大电路的结构十分复杂，一般包括三个运放放大器和四个电容，其中一个电容连接到输入端，一个电容连接到输出端，一个电容连接到负反馈运放的输入端，一个电容连接到正反馈运放的输出端。

负反馈运放的输入端与输出端之间形成一个反馈路径，正反馈运放的输入端与输出端之间也形成一个反馈路径。

三运放差分放大电路具有高精度、低静态偏置电流和较低的输出阻抗特点。

它的高精度表示它能够提供较准确的放大系数，而低的静态偏置电流则表明它具有较小的失真；较低的输出阻抗表示它能够提供较大的输出功率。

三运放差分放大电路的工作原理是将输入信号放大到负反馈运放的输出端，然后将此信号通过一个电容连接到正反馈运放的输入端，此时由于正反馈运放的输入端与输出端的相位相反，因此此时负反馈运放的输出信号与输入
信号的相位相反，从而使输出信号的幅度更大，从而达到放大的效果。

此外，三运放差分放大电路还具有低失真、低输入偏置电流、低输入阻抗和低输出噪声等优点，因此它也被广泛应用于输出功率要求较高的系统中，如高精度仪表放大器、输出功率放大器、高频稳定性参考电源等等。

总之，三运放差分放大电路是一种复杂的放大电路，具有高精度、低静态偏置电流和较低的输出阻抗特点，它的工作原理是将输入信号放大后再输入到一个正反馈运放中，从而达到增强输出信号的效果，由于其优越的性能，因此它已被广泛应用于各种高精度放大系统中。

三运放仪表放大器工作原理分析图1 所示的三运放仪表放大器看似为一种简单的结构，因为它使用已经存在了几十年的基本运算放大器(op amp)来获得差动输入信号。

运算放大器的输入失调电压误差不难理解。

运算放大器开环增益的定义没有改变。

运算放大器共模抑制(CMR)的简单方法自运算放大器时代之初就已经有了。

那么，问题出在哪里呢？图1：三运放仪表放大器，其VCM 为共模电压，而VDIFF 为相同仪表放大器的差动输入。

单运算放大器和仪表放大器的共享CMR 方程式如下：本方程式中，G 相当于系统增益，VCM 为相对于接地电压同样施加于系统输入端的变化电压，而VOUT 为相对于变化VCM 值的系统输出电压变化。

在CMR 方面，运算放大器的内部活动很简单，其失调电压变化是唯一的问题。

就仪表放大器而言，有两个影响器件CMR 的因素。

第一个也是最重要的因素是，涉及第三个放大器（图1，A3）电阻比率的平衡问题。

例如，如果R1 等于R3，R2 等于R4，则理想状况下的三运放仪表放大器CMR 为无穷大。

然而，我们还是要回到现实世界中来，研究R1、R2、R3 和R4 与仪表放大器CMR 的关系。

具体而言，将R1：R2 同R3：R4 匹配至关重要。

结合A3，这4 个电阻从A1 和A2 的输出减去并增益信号。

电阻比之间的错配会在A3 输出端形成误差。

方程式2 在这些电阻关系方面会形成CMR 误差：例如，如果R1、R2、R3 和R4 接近相同值，且R3：R4 等于R1/R2 的1.001，则该0.1%错配会带来仪表放大器CMR 的降低，从理想水平降至66dB 级别。

根据方程式1，仪表放大器CMR 随系统增益的增加而增加。

这是一个非常。

三运放仪表放大器摘要本系统采用三个OP07双电源单集成运放芯片构成仪表放大器，此放大器能调节将输入差模信号放大100至200倍，同时具有高输入电阻和高共模抑制比，对不同幅值信号具有稳定的放大倍数；电源部分由变压器、整流桥、7812、7912、7805等线性电源芯片组成，可输出+5V、+12V、-12V三路电压。

一、方案论证与比较1.放大器电源的制作方法方案一：本三运放仪表放大器系统采用集成运放OP07，由于OP07是双电源放大器，典型电源电压为，可方便采用市售开关电源或者开关电源芯片制作电源作为OP07的电源输入，开关电源具有的效率高，体积小，散热小，可靠性高等特点，但是因为其内部构造特性，使输出电压带有一定的噪声干扰，不能输出纯净稳定的电压。

方案二：采用线性电源稳压芯片78系列和79系列制作线性电源，使用多输出抽头变压器接入整流桥再接入稳压芯片，输出纯净的线性电源。

2.电源方案论证本系统是一个测量放大系统，其信号要求纯净无噪声干扰，在系统中加入滤波器消除干扰的同时，我们应该考虑系统本身的干扰源并尽量降低干扰。

考虑到开关电源的输出电压不是十分纯净的，带有许多噪声干扰，而线性电源可以稳定输出电压值，虽然线性电源体积较大，效率较低，但是作为测量系统中，我们采用方案二来提高测量的精准度。

3.放大器制作方法方案一：题目要求使输入信号放大100至200倍，可使用单运放构成比例运算放大电路，按负反馈电阻比例运算进行放大，输出电压，此放大电路可以达到预定的放大倍数，但是其对共模信号抑制较差，容易出现波形失真等问题。

方案二：采用三运放构成仪表放大器，这是一种对弱信号放大的一种常用放大器，输出电压。

4.放大器方案论证在测量系统中，通常被测物理量均通过传感器转换为电信号，然后进行放大，因此，传感器的输出是放大器的信号源。

然而，多数传感器的等效电阻均不是常量，他们随所测物理量的变化而变。

这样，对于放大器而言信号源内阻是变量，放大器的放大能力将随信号的大小而变。

三运放仪表放大线路设计（2010－5－12更新）
最近看到许多朋友在做一些小信号的放大，例如感应器的信号采集
这里仅仅提供一个设计方法和思路，在实际应用当考虑电源的杂讯以及一些Bypass的电容例如在LM324电源接一些100uF ,0.01uF 的电容，这些电容尽量靠近LM324
当然如果不是局限LM324的应用，市面上有许多这样兜售的零件例如TI的INA122，INA154 ADI的AD620，AD628等等，而且频带宽和噪声系数都很好
这些运放在放大的时候单级尽量不要超过40dB（100倍），避免噪声过大
这里设计的是理论值而已
举例设计:
设计一个仪表放大器其增益可以在1V/V<A<1000V/V 范围内变化
设计一个微调可以优化CMRR
1，将一颗100K的可变电阻串入替代RG串入线路中，并串入一颗R4，避免串入的可调＝0 有余A1>1V/V ,为了允许A能一直降到1V/V要求A2<1V/V. 任意选定A2＝R2/R1＝0.5V/V 并设置R1＝100K
R2＝49.9K精度1％，根据上面公式A1必须从2V/V到2000V/V内可以变动。

在这个极值上有
2＝1＋2R3/(R4+100K) 和2000＝1＋2R3/(R4+0). 以上求得R4＝50欧姆，R3=50K ，精度1％
2，CMRR将接地的49.9K电阻，裁成R6.R7（可变）R6=47.5K，R7=5K
LM324 采用双电源，单信号输入，放大100倍
采用OP07之双电源，单信号输入，100倍
采用Lm324之单电源，单输入信号设计参考（输入信号切不可为零）
#运算放大器。

传感器与检测技术（信号检测部分）实验指导书检测与控制实验中心编著重庆邮电大学自动化学院检测与控制实验中心2015.3.27实验一、基于三运放的仪表放大器的设计与仿真一．实验目的：1掌握仪表放大器的结构原理：2熟练应用Proteus 仿真平台，设计电路原理图；并生成电路板图；3掌握基本焊接技术。

二．实训工具：Proteus 仿真平台三．三运放构成仪表放大器的原理：随着电子技术的飞速发展，运算放大电路也得到广泛的应用。

仪表放大器是一种精密差分电压放大器，它源于运算放大器, 且优于运算放大器。

仪表放大器把关键元件集成在放大器内部，其独特的结构使它具有高共模抑制比、高输入阻抗、低噪声、低线性误差、低失调漂移增益设置灵活和使用方便等特点, 使其在数据采集、传感器信号放大、高速信号调节、医疗仪器和高档音响设备等方面倍受青睐。

仪表放大器是一种具有差分输入和相对参考端单端输出的闭环增益组件，具有差分输入和相对参考端的单端输出。

与运算放大器不同之处是运算放大器的闭环增益是由反相输入端与输出端之间连接的外部电阻决定，而仪表放大器则使用与输入端隔离的内部反馈电阻网络。

仪表放大器的2 个差分输入端施加输入信号，其增益即可由内部预置，也可由用户通过引脚内部设置或者通过与输入信号隔离的外部增益电阻预置。

这个特殊的差动放大器，具有超高输入阻抗，极其良好的CMRR低输入偏移，低输出阻抗，能放大那些在共模电压下的信号。

2. 构成原理仪表放大器电路的典型结构如图1 所示。

它主要由两级差分放大器电路构成。

其中，运放A1, A2为同相差分输入方式，同相输入可以大幅度提高电路的输入阻抗，减小电路对微弱输入信号的衰减；差分输入可以使电路只对差模信号放大，而对共模输入信号只起跟随作用，使得送到后级的差模信号与共模信号的幅值之比（即共模抑制比CMRR得到提高。

这样在以运放A3为核心部件组成的差分放大电路中，在CMRR!求不变情况下，可明显降低对电阻R3和R4, Rf和R5的精度匹配要求，从而使仪表放大器电路比简单的差分放大电路具有更好的共模抑制能力。

三运放组成的仪表放大器原理分析仪表放大器与运算放大器的区别是什么？仪表放大器是一种具有差分输入和相对参考端单端输出的闭环增益单元。

大多数情况下，仪表放大器的两个输入端阻抗平衡并且阻值很高，典型值≥109 Ω。

其输入偏置电流也应很低，典型值为 1 nA至50 nA。

与运算放大器一样，其输出阻抗很低，在低频段通常仅有几毫欧（mΩ）。

运算放大器的闭环增益是由其反向输入端和输出端之间连接的外部电阻决定。

与放大器不同的是，仪表放大器使用一个内部反馈电阻网络，它与其信号输入端隔离。

对仪表放大器的两个差分输入端施加输入信号，其增益既可由内部预置，也可由用户通过引脚连接一个内部或者外部增益电阻器设置，该增益电阻器也与信号输入端隔离。

专用的仪表放大器价格通常比较贵，于是我们就想能否用普通的运放组成仪表放大器？答案是肯定的。

使用三个普通运放就可以组成一个仪用放大器。

电路如下图所示：输出电压表达式如图中所示。

看到这里大家可能会问上述表达式是如何导出的？为何上述电路可以实现仪表放大器？下面我们就将探讨这些问题。

在此之前，我们先来看如下我们很熟悉的差分电路：如果R1 ＝R3，R2 ＝R4，则VOUT = (VIN2—VIN1)(R2/R1)这一电路提供了仪表放大器功能，即放大差分信号的同时抑制共模信号，但它也有些缺陷。

首先，同相输入端和反相输入端阻抗相当低而且不相等。

在这一例子中VIN1反相输入阻抗等于100 kΩ，而VIN2同相输入阻抗等于反相输入阻抗的两倍，即200 kΩ。

因此，当电压施加到一个输入端而另一端接地时，差分电流将会根据输入端接收的施加电压而流入。

（这种源阻抗的不平衡会降低电路的CMRR。

）另外，这一电路要求电阻对R1 /R2和R3 /R4的比值匹配得非常精密，否则，每个输入端的增益会有差异，直接影响共模抑制。

例如，当增益等于1 时，所有电阻值必须相等，在这些电阻器中只要有一只电阻值有0.1% 失配，其CMR便下降到66 dB（2000:1）。

精密仪用放大器INA114原理及应用摘要：第一章引言INA114是美国BURR—BROWN公司推出的精密仪用放大器，具有成本低、精度高通用性强等优点，三运放结构设计，减小了尺寸，拓宽了应用范围。

利用一个外部电阻器就可在1—10000范围内进行增益调节，内部输入防护可承受高达±40V的共模电压而不会损坏。

INA114具有低失调电压(50μV)、低漂移μV/︒C)和高共模抑制比(当G = 1000时为115dB )。

能在±低电源情况下工作，也可用5V单电源工作。

静态工作电流最大3mA。

第二章INA114结构原理及特点一、特性1．低失调电压: 最大50μV2．低漂移: 最大μV/︒C3．低输入偏流: 最大2nA4．高共模抑制:最小115dB5．输入过压保护:±40V6．宽电源范围: ±2.25 —±18V7．低静态电流: 最大3mA二、应用1．电桥放大器2．热电偶放大器3．RTD感测放大器4．医用放大器5．数据采集三、结构原理图INA114结构原理图如图1所示：图1 结构原理图1． V IN-(脚2)：信号反向输入端。

该端与信号同相输入端（脚3）构成差分输入。

2． V IN+(脚3)：信号同向输入端。

3．增益调整(脚1、8)：该端接外接增益调整电阻器R G。

4． V O(脚6)：放大器输出端。

5． Ref(脚5)：参考电压输入端，通常接地。

为确保良好的共模抑制，连接必须是低阻抗的，如果一个5 的电阻串接在此脚，将引起共模抑制比典型值下降到80dB（G=1）。

三、工作原理分析1．三运放仪用放大器电路结构仪用放大器的三运放结构，是在差动运放的基础上发展起来的一种比较完善的结构形式，如图2所示，其中，A1、A2为同相放大器，A3为差动放大器，三个运放都具有高输入阻抗、高增益、高共模抑制比、低噪声等特性，且A1、A2性能完全匹配。

图2 三运放仪用放大器电路结构2．工作原理分析(1)当Ui1单独作用，即Ui2 = 0时：Ui2 = 0， UN = 0(2)当U i2单独作用(Ui1= 0)时：Ui1 = 0， UM = 0(3)当Ui1、Ui2同时作用时：当满足电阻匹配条件，即 R5 = R4 , R7 = R6 , R3 = R2时，输出电压为：选择R2～R6=R ，则增益为：因此，INA114的增益为： GR k G Ω+=501 i1121o1U R R R U +='i113o2U R R U -='i2121o2U R R R U +=''i212o1U R R U -=''o1o1o1U U U '''=+122i1i211R R RU U R R +=-o2o2o2U U U '''=+133i2i111R R RU U R R +=-6o o2o14()R U U U R =-6123i2i114()()R R R R U U R R ++=-121)(413216R RR R R R R R G +=++=其中，R是外接电阻器，50k 是内部两个反馈电阻值的和。

三运放仪表放大器工作原理一、三运放仪表放大器简介三运放仪表放大器是一种常用于电子测量与控制系统中的重要电路组件。

它能够提供高精度和稳定性的放大器功能，常用于信号调理、传感器接口、自动控制等领域。

本文将详细探讨三运放仪表放大器的工作原理。

二、三运放仪表放大器的基本结构三运放仪表放大器的基本结构由三个运算放大器、一个稳流源和几个电阻组成。

其中，稳流源提供稳定的直流偏置电流，电阻用于设置放大倍数和偏置电流。

运算放大器则起到信号放大、滤波和输出的作用。

2.1 运算放大器的作用运算放大器是三运放仪表放大器中最关键的元件。

它能够将输入信号放大，并根据反馈电路的设计提供所需的增益和频率响应。

2.2 稳流源的作用稳流源是三运放仪表放大器中的一种特殊电路。

它能够提供预定的电流，用于保持运算放大器工作在合适的工作状态，同时还能提高系统的稳定性。

2.3 电阻的作用电阻在三运放仪表放大器中起到两个主要作用：设置放大倍数和偏置电流。

通过选择适当的电阻值，可以实现所需的放大倍数，并通过电阻网络将输入信号与运算放大器连接。

三、三运放仪表放大器的工作原理三运放仪表放大器通过运算放大器、稳流源和电阻的合理组合，实现对输入信号的放大和调理。

下面将详细讨论其工作原理。

3.1 输入信号放大当输入信号进入三运放仪表放大器时，首先经过电阻网络，将信号与运算放大器连接。

运算放大器将输入信号放大并输出，放大倍数由电阻网络的设计决定。

3.2 滤波在运算放大器输出信号的同时，反馈电阻网络将一部分输出信号反馈到运算放大器的负输入端。

通过合理设计反馈电阻的值，可以实现对输出信号频率特性的调整，从而实现滤波的效果。

3.3 输出经过放大和滤波后的信号将被输出到目标设备或下一级电路中。

输出信号的幅度和频率响应取决于三运放仪表放大器的设计以及反馈电路的参数。

3.4 稳定性和精度三运放仪表放大器在设计时需要考虑稳定性和精度的问题。

通过合理选择运算放大器的参数、稳流源的设计和电阻的匹配，可以提高系统的稳定性和精度。

三运放仪表放大器工作原理
仪表放大器是一种专业的放大器，用于精确放大小信号。

其中，三运放仪表放大器是一种基于三个运算放大器构成的电路，具有高精度、低失调和低噪声等特点，被广泛应用于各种仪器设备中。

三运放仪表放大器通常由三个运算放大器、电阻、电容和其他的被动元件组成。

这三个运放器分别用于放大输入信号、消除偏置电流，并产生输出信号。

其中，第一个运放器被称为电压跟随器，它将输入的信号精确复制到输出端，同时消除偏置电流和电压。

第二个运放器被称为差分放大器，它将两个输入信号进行差分，并将不同的信号转换为电压信号。

第三个运放器被称为输出放大器，它放大差分放大器的输出信号，并提供一些其他的功能。

整个三运放仪表放大器的电路设计强调了精确性和稳定性。

这样设计可以降低噪声、消除偏置电流和提高输入电阻。

值得注意的是，三运放仪表放大器与普通的运算放大器的区别在于放大器的补偿和校准。

运算放大器的补偿和校准通常是由外部电阻和电容实现的，而三运放电器表放大器的补偿和校准则是通过内部对称和调整元件实现的。

需要指出的是，三运放仪表放大器的特点还有很多。

例如，它通常具有高输入电阻和低温漂，能够适用于多种不同的应用场景。

此外，三
运放仪表放大器还具有广泛的应用前景。

它被广泛应用于工业测量、医疗设备、通讯系统等领域，并且还被作为研究和开发新技术的重要工具。

总体来说，三运放仪表放大器是一种高精度、低噪声的放大器。

它的工作原理是基于三个运算放大器进行放大，并充分考虑了精度和稳定性。

由于其优良的性能和广泛的应用领域，三运放仪表放大器在现代工业和科研中有广泛的使用前景。

三个运算放大器组成的电路
首先，我们可以讨论三运放电路的基本连接方式。

在最简单的情况下，三个运算放大器可以被连接成一个非反馈放大器，其中每个运算放大器都独立地放大输入信号。

这种配置通常用于需要多个独立放大器的应用，例如音频混音器等。

其次，我们可以讨论三运放电路的反馈连接方式。

其中一种常见的方式是将三个运算放大器连接成一个仪表放大器，这种连接方式可以用于测量微小信号并抑制共模噪声。

另一种常见的方式是将三个运算放大器连接成一个有源滤波器，这种连接方式可以用于滤波和信号调理应用。

此外，我们还可以讨论三运放电路的比较器连接方式。

通过适当连接，三个运算放大器可以组成一个多通道比较器，用于比较多个输入信号并输出相应的比较结果。

这种连接方式通常用于控制和决策系统中。

最后，我们可以讨论三运放电路的混频器连接方式。

通过适当连接，三个运算放大器可以组成一个混频器，用于将两个输入信号进行混频处理。

这种连接方式通常用于通信系统和雷达系统中。

总的来说，三个运算放大器组成的电路可以以多种方式连接，用于各种不同的信号处理应用。

不同的连接方式可以实现不同的功能，包括放大、滤波、比较和混频等。

希望这些信息能够帮助你更好地理解三运放电路的应用和连接方式。

三运放组成的仪表放大器电路分析一、仪表放大器与运算放大器的区别是什么？仪表放大器是一种具有差分输入和相对参考端单端输出的闭环增益单元。

大多数情况下，仪表放大器的两个输入端阻抗平衡并且阻值很高，典型值≥109 Ω。

其输入偏置电流也应很低，典型值为 1 nA至50 nA。

与运算放大器一样，其输出阻抗很低，在低频段通常仅有几毫欧（mΩ）。

运算放大器的闭环增益是由其反向输入端和输出端之间连接的外部电阻决定。

与放大器不同的是，仪表放大器使用一个内部反馈电阻网络，它与其信号输入端隔离。

对仪表放大器的两个差分输入端施加输入信号，其增益既可由内部预置，也可由用户通过引脚连接一个内部或者外部增益电阻器设置，该增益电阻器也与信号输入端隔离。

专用的仪表放大器价格通常比较贵，于是我们就想能否用普通的运放组成仪表放大器？答案是肯定的。

使用三个普通运放就可以组成一个仪用放大器。

电路如下图所示：输出电压表达式如图中所示。

看到这里大家可能会问上述表达式是如何导出的？为何上述电路可以实现仪表放大器？下面我们就将探讨这些问题。

在此之前，我们先来看如下我们很熟悉的差分电路：如果R1 ＝R3，R2 ＝R4，则VOUT = (VIN2—VIN1)(R2/R1)这一电路提供了仪表放大器功能，即放大差分信号的同时抑制共模信号，但它也有些缺陷。

首先，同相输入端和反相输入端阻抗相当低而且不相等。

在这一例子中VIN1反相输入阻抗等于100 kΩ，而VIN2同相输入阻抗等于反相输入阻抗的两倍，即200 kΩ。

因此，当电压施加到一个输入端而另一端接地时，差分电流将会根据输入端接收的施加电压而流入。

（这种源阻抗的不平衡会降低电路的CMRR。

）另外，这一电路要求电阻对R1 /R2和R3 /R4的比值匹配得非常精密，否则，每个输入端的增益会有差异，直接影响共模抑制。

例如，当增益等于 1 时，所有电阻值必须相等，在这些电阻器中只要有一只电阻值有0.1% 失配，其CMR便下降到66 dB（2000:1）。

三运放仪表放大器电阻匹配三运放仪表放大器是一种常见的电子仪器，用于放大电压信号，并且具备电阻匹配功能。

本文将介绍三运放仪表放大器的原理和应用，并详细探讨电阻匹配的重要性和实现方法。

我们来了解一下三运放仪表放大器的原理。

三运放指的是由三个运算放大器组成的电路。

运算放大器是一种具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗的电子器件。

通过适当地连接和配置这三个运算放大器，可以构成一个功能强大的仪表放大器电路。

三运放仪表放大器的主要特点是具备差分输入和单端输出的功能。

差分输入意味着可以接收两个电压信号，并将它们的差值放大；而单端输出则意味着输出的电压信号是单一的。

这使得三运放仪表放大器在测量和控制领域得到广泛应用。

在实际应用中，电阻匹配是三运放仪表放大器的重要功能之一。

电阻匹配是指将输入电阻和输出电阻与外部电路匹配，以最大程度地减小信号源和负载之间的功率损耗。

电阻匹配的目的是为了提高信号传输的效率和准确性。

为了实现电阻匹配，我们需要根据具体的应用需求选择合适的电阻数值和连接方式。

一种常见的电阻匹配方法是使用串联电阻和并联电阻。

串联电阻用于匹配信号源的输出电阻，而并联电阻则用于匹配负载的输入电阻。

通过调整串联电阻和并联电阻的数值，可以实现较好的电阻匹配效果。

除了电阻匹配，三运放仪表放大器还具备其他重要的功能和特性。

例如，它具有低噪声、高精度和高线性度的特点，可以准确地放大微弱的信号。

此外，三运放仪表放大器还可以进行偏置电压的调节、增益的调节和输出端的保护等操作，以满足不同应用场景的需求。

三运放仪表放大器是一种功能强大的电子仪器，具备电阻匹配的重要功能。

通过合理选择电阻数值和连接方式，可以实现较好的电阻匹配效果，提高信号传输的效率和准确性。

在实际应用中，三运放仪表放大器被广泛应用于测量和控制领域。

它不仅可以放大信号，还可以对信号进行处理和调节，满足各种应用需求。

相信随着科技的不断进步，三运放仪表放大器在各个领域的应用将会越来越广泛。

三运放仪表放大器的放大倍数分析（仪表放大器）是一种非常特殊的精密差分电压（放大器），它的主要特点是采用差分输入、具有很高的输入阻抗和共模抑制比，能够有效放大在共模电压干扰下的（信号）。

本文简单分析一下三运放仪表放大器的放大倍数。

一、放大倍数理论分析三运放仪表放大器的电路结构如下图所示，可以将整个电路分为两级：第一级为两个同相比例运算电路，第二级为差分运算电路。

1、第一级电路分析根据运放的虚短可以得到：同时根据虚断可以得到流经（电阻）R1、R2、R3的（电流）近似相等，记为I。

易知此时可以得到因此，第一级电路的电压放大倍数值得注意的是，该放大倍数为差（模电）压放大倍数。

当输入信号为共模信号时，因此，流经电阻R3的电流此时两个运放相当于两个电压跟随器，因此其共模增益为1。

根据上述分析可以得到：（1）输入端的两个同相比例运算电路可以提高整个电路的输入阻抗；（2）差模增益可调，共模增益始终为1，提高差模增益可以提高共模抑制比。

2、第二级电路分析假设R4=R5、R6=R7，此时根据差分放大电路的放大倍数计算公式可以得到第二级电路的差模放大倍数因此该仪表放大器的差模放大倍数二、（仿真）分析令电阻R1=20kΩ，R2=R3=R4=R5=R6=R7=10 kΩ，在电路的两端输入频率为10Hz，直流分量为1V，峰峰值为200mV，相位相差180°的两路正弦信号。

根据上述理论分析可得，第一级电路的差模放大倍数为2，共模放大倍数为1；整个电路的放大倍数为2。

1、观察第一级电路的输入与输出波形，即（V2-V1）与（Vo2-Vo1）的波形，可以看出，第一级电路的放大倍数近似为2，符合上述理论计算。

2、观察第一级电路的单端输入输出波形，即V1与Vo1的波形，可以看出，输入共模信号为1V，输出共模信号仍为1V，共模增益为1，与理论分析相符。

3、观察整个电路的传递函数，可以看出，整个电路的放大倍数近似为2，符合理论计算，同时根据仿真结果也可以看出，仪表放大器具有很大的输入阻抗，其输出阻抗则很小。

三运放仪表放大器共模抑制比【知识】深度解析三运放仪表放大器共模抑制比导语：在电子领域中，三运放仪表放大器是一种常用的电路，具有广泛的应用场景。

其中，共模抑制比是评估三运放仪表放大器性能的重要指标之一。

本文将深入探讨三运放仪表放大器共模抑制比的概念、应用和影响因素，帮助读者全面理解这一主题。

一、什么是三运放仪表放大器共模抑制比？1.1 三运放仪表放大器的基本原理三运放仪表放大器是由三个运算放大器组成的电路，常用于测量电压、电流等信号。

它的基本原理是将输入信号分别连接到两个运放器的正输入端和负输入端，并将它们的输出通过差动放大器进行运算。

这样，三运放仪表放大器的输出即为输入信号的差值。

1.2 共模抑制比的定义共模抑制比是评估三运放仪表放大器对共模信号抑制能力的指标。

在理想情况下，三运放仪表放大器只输出差模信号，对于共模信号应该完全抑制。

共模抑制比是用来衡量三运放仪表放大器对共模信号抑制能力的大小的一个指标。

二、三运放仪表放大器共模抑制比的应用和意义2.1 应用场景三运放仪表放大器广泛应用于测量和控制系统中，特别是在精密测量仪器、传感器信号处理和自动控制系统中。

其高共模抑制比使其能够有效地滤除共模干扰信号，提高测量和控制系统的信号质量和精度。

2.2 重要意义共模抑制比是评价三运放仪表放大器性能好坏的指标之一。

具有高共模抑制比的三运放仪表放大器能够更好地抑制共模干扰信号，提高系统的可靠性和稳定性。

共模抑制比的好坏还与电路噪声的抑制、电源噪声的滤除等方面密切相关。

三、影响三运放仪表放大器共模抑制比的因素3.1 运放器的性能参数三运放仪表放大器的共模抑制比与运放器的性能参数密切相关。

运放器的开环增益、共模抑制比和输入偏置电流等参数会直接影响三运放仪表放大器的共模抑制比。

在选用和设计三运放仪表放大器时，需要对运放器的性能参数进行合理的选择和匹配。

3.2 外部电路的设计除了运放器的性能参数之外，外部电路的设计也对三运放仪表放大器的共模抑制比有一定的影响。

三运放仪表放大器失调计算三运放仪表放大器是一种常见的电子仪器，用于放大电压信号。

然而，由于制造过程中的一些因素，三运放仪表放大器可能会出现失调现象。

本文将讨论三运放仪表放大器失调的计算方法。

失调是指三运放仪表放大器输出信号与输入信号之间的偏差。

失调可以分为输入失调和输出失调两种情况。

输入失调是指三运放仪表放大器输入端与地之间的电压差异。

一般来说，输入失调是由于运放内部晶体管的参数不一致造成的。

为了计算输入失调，可以将输入端接地，测量输出信号，然后再将输入端与地连接，测量输出信号。

两次测量的输出信号之差即为输入失调。

输出失调是指三运放仪表放大器输出信号与预期输出信号之间的偏差。

输出失调通常是由于运放内部电路的非线性特性引起的。

为了计算输出失调，可以将输入信号设置为零，测量输出信号，然后将输入信号设置为一个已知值，再次测量输出信号。

两次测量的输出信号之差即为输出失调。

三运放仪表放大器失调的计算方法有两种常见的方式：差分法和平均法。

差分法是指通过测量两个差分输入之间的电压差来计算失调。

差分法的计算步骤如下：首先将输入端短路连接，测量输出信号，得到V1；然后将输入端与地连接，再次测量输出信号，得到V2。

失调可以通过下式计算得出：失调 = (V1 - V2) / 2平均法是指通过测量多个输入端之间的电压差的平均值来计算失调。

平均法的计算步骤如下：首先将每个输入端与地连接，测量输出信号，得到V1、V2、V3等；然后将输入端短路连接，再次测量输出信号，得到V0。

失调可以通过下式计算得出：失调 = (V1 + V2 + V3 + ...) / n - V0除了输入失调和输出失调外，还有一些其他的失调参数需要考虑，如共模失调、温漂等。

这些失调参数的计算方法与输入失调和输出失调类似，只是测量的对象不同。

三运放仪表放大器失调的计算是保证仪器精确度的重要一环。

通过准确计算失调参数，可以更好地了解仪器的性能，并进行相应的校准和调整，以确保仪器的准确度和稳定性。

仪表放大器电路设计技术分类：模拟设计现代电子技术西安邮电学院崔利平0 引言智能仪表仪器通过传感器输入的信号，一般都具有“小”信号的特征：信号幅度很小(毫伏甚至微伏量级)，且常常伴随有较大的噪声。

对于这样的信号，电路处理的第一步通常是采用仪表放大器先将小信号放大。

放大的最主要目的不是增益，而是提高电路的信噪比；同时仪表放大器电路能够分辨的输入信号越小越好，动态范围越宽越好。

仪表放大器电路性能的优劣直接影响到智能仪表仪器能够检测的输入信号范围。

本文从仪表放大器电路的结构、原理出发，设计出四种仪表放大器电路实现方案，通过分析、比较，给出每一种电路方案的特点，为电路设计爱好者、学生进行电子电路实验提供一定的参考。

1 仪表放大器电路的构成及原理仪表放大器电路的典型结构如图1所示。

它主要由两级差分放大器电路构成。

其中，运放A1，A2为同相差分输入方式，同相输入可以大幅度提高电路的输入阻抗，减小电路对微弱输入信号的衰减；差分输入可以使电路只对差模信号放大，而对共模输入信号只起跟随作用，使得送到后级的差模信号与共模信号的幅值之比(即共模抑制比CMRR)得到提高。

这样在以运放A3为核心部件组成的差分放大电路中，在CMRR要求不变情况下，可明显降低对电阻R3和R4，Rf和R5的精度匹配要求，从而使仪表放大器电路比简单的差分放大电路具有更好的共模抑制能力。

在R1=R2，R3=R4，Rf=R5的条件下，图1电路的增益为：G=(1+2R1／Rg)(Rf／R3)。

由公式可见，电路增益的调节可以通过改变Rg阻值实现。

2 仪表放大器电路设计2．1 仪表放大器电路实现方案目前，仪表放大器电路的实现方法主要分为两大类：第一类由分立元件组合而成；另一类由单片集成芯片直接实现。

根据现有元器件，文中分别以单运放LM741和OP07，集成四运放LM324和单片集成芯片AD620为核心，设计出四种仪表放大器电路方案。

方案1 由3个通用型运放LM741组成三运放仪表放大器电路形式，辅以相关的电阻外围电路，加上A1，A2同相输入端的桥式信号输入电路，如图2所示。