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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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1#
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
, y  e( W/ L" N! W" E3 G; \" P1 d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!
0 B, L% r1 @+ I5 |8 Y

QQ截图20180511145619.png (85.83 KB, 下载次数: 27)

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: 6)

3运放仪表放大器

3运放仪表放大器
  • TA的每日心情
    开心
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    [LV.3]偶尔看看II

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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# M* n& U) i5 p8 |# Q8 S& h, J" U: G
    我用仿真器仿真了一遍,G=100 啊
    1 f( x# f0 I# c0 M1 X, e
    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20mV1 _& r7 }9 N1 ~) u( O

    点评

    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
    本帖最后由 超級狗 于 2018-5-18 08:13 编辑 ( R: H3 v4 ?( i9 R
    HAL_HARD_WELL 发表于 2018-5-12 14:06
    / l) p& N2 Z' M) B8 B& G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?
    # h/ H% O& x! f' M: M
    呵!呵!你都知道 Gain 怎麼算的,把 Gain 湊到 100 不就得了。
    . T6 E* c% ^# ]8 q  I+ t( Z
    • 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。0 X: l/ j" l  u) w
      1 + 2 x R1 / R2 = 100) Q" s, L' j: s& q4 o0 f
      2 x R1 / R2 = 998 ~: R) `+ @' l
      R1 / R2 = 49.5
      , J5 X/ l& T8 g' N% N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。
      4 [  `3 O" B2 {7 W9 Q. J& B; j

    ) _( z. l7 m% Z# q1 B5 J' d看到這裏你會有些心得。
    5 V- }2 B# R. L* J
    • 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。& m  q/ L4 U  d- r
    & b# h* j6 S' i# {6 U1 [
    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。
    ; d2 J" H$ m0 x% _0 z; D8 x4 Q' z; M. K$ W
    $ O) f2 B9 W4 a. }  v

    Gain of the Three Op Amp Instrumentation Amplifier.jpg (89.74 KB, 下载次数: 3)

    Gain of the Three Op Amp Instrumentation Amplifier.jpg

    Output Voltage of Instrumental Amplifier.jpg (9.13 KB, 下载次数: 3)

    Output Voltage of Instrumental Amplifier.jpg

    ina118.pdf

    1.12 MB, 下载次数: 4, 下载积分: 威望 -5

    ina129-ep.pdf

    1.17 MB, 下载次数: 4, 下载积分: 威望 -5

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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
  • TA的每日心情
    奋斗
    2020-10-7 15:11
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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, Y! m2 _) E) I3 m8 _9 x
    請參考!
    ) q7 u. ?0 d8 |% |3 X; _6 X6 q* l
    ( G$ W0 C+ \/ Q' H% ^. a- r9 g增益 100 應該是指單端輸入,兩個單端相減增益就會變 200。

    " t) F9 R( Y/ }9 O9 t; ?; z你好,1 @" M9 c* U" O* p3 ?
    增益的部份,  依公式計算即可.
    " g6 o3 f5 j0 a  r7 x' H. `/ T                         2*10k             10k1 i" |2 Z. @6 l5 S% p7 G8 F" }
    GAIN :   ( 1+   -----------  ) *( ----------- )   , Av = 201
    & [) O: K0 v% X% m$ B                          100                10k
    % Y3 ^4 @+ X" T1 N. S8 @6 h7 ~4 u* q# Z! m1 N  s6 ?3 m" \
    TI TINA 模擬的另一個問題是,   :
    5 c1 p1 C* t, N7 \( x" ?10mV   *  GAIN  , 正確結果應該是 2.01 V
    ) o& k" s2 H/ k/ [' X
    $ y( h: H( E4 o+ [& a) G5 \目前的結果確是 2.11 V9 u- @! v( R8 O+ h8 M! w5 E
    ,
    5 j- u5 x. P2 o2 P" `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,  ( W6 r5 C1 k# t3 G/ j# U) 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.1 }( f( `5 D2 D( J% L
    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.
    ! K" ~3 |9 G8 w/ \1 t1 U1 r& m3 a1 n+ H3 o

    6 R5 h, r' Z7 V4 Y6 N: u# [3 `# t( M5 n

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    热心人!: 5.0
    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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    5#
     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

    该用户从未签到

    6#
    发表于 2018-5-11 23:33 | 只看该作者
    請參考!
    0 O8 T" E* o* ?
    0 c' q2 K, |5 x1 ]  Q增益 100 應該是指單端輸入,兩個單端相減增益就會變 200
    5 w+ z. J2 p2 @6 I7 N
    1 }9 J2 r( O  u) H8 E/ T- _

    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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    7#
     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* F! ?$ C" O: a/ E* r) e
    請參考!
    $ l  M; F$ Y/ m+ _, g
    1 x/ q- S! Y4 b  E- ^" E增益 100 應該是指單端輸入,兩個單端相減增益就會變 200。
    , Z# L- }0 O! v; m  u
    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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    热心人!: 5.0
    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
    热心人!: 5
    我自己也不太懂。>_<|||  发表于 2018-5-12 13:09

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    8#
     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
    - s# R3 G$ H5 z* g) c
    HAL_HARD_WELL 发表于 2018-5-12 12:14
    ( s2 a- o1 {$ l) Z/ @& H5 e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
    . v5 I& k1 Z3 C# ]0 I
    ' a" W9 {* s, ]5 }" n3 {4 l) N

    QQ图片20180512135845.png (34.12 KB, 下载次数: 2)

    G=200仿真图

    G=200仿真图

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    9#
     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
    6 S9 V3 E# x  n# V8 H1 I2 S請參考!
    3 L: G! X9 y( Q$ s( O5 v. A: ~+ e8 q" x; v; M
    增益 100 應該是指單端輸入,兩個單端相減增益就會變 200。
    / F/ i0 T4 Q. J8 L5 G' h$ D3 _
    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?
    ! ~7 j! T2 {' K. ~5 `0 b2 u* j

    QQ图片20180512135845.png (34.12 KB, 下载次数: 3)

    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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    10#
    发表于 2018-5-12 16:19 | 只看该作者
    VF2接地,VF3接信号

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    热心人!: 5.0
    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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    11#
     楼主| 发表于 2018-5-12 21:02 | 只看该作者
    gwei_0210 发表于 2018-5-12 16:19% ~$ e, o' Q; N4 ?$ |
    VF2接地,VF3接信号

    - ?1 F+ `, o( z+ Q& u8 Y只是输出变负电压了3 \# B' e8 D) L3 o6 [$ P; K/ X% v

    QQ截图20180512210152.png (26.05 KB, 下载次数: 2)

    反之一样

    反之一样

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    热心人!: 5.0
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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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    12#
    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: 2)

    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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    2021-8-6 15:10
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    [LV.3]偶尔看看II

    13#
    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' i' @9 w& S% Y
    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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    14#
    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
    # S. z- |" I0 H4 O$ f2 z( }5 Y9 S6 H  u# m, B, L9 Z  S
    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???
    6 w. H# u- n$ ~1 K9 U( ?! j3 M( g# _- }, `4 f& |; i+ X5 o

    Instrumental Amplifier.jpg (53.04 KB, 下载次数: 2)

    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

    该用户从未签到

    15#
    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
    , p0 `" }( u0 i+ h' `$ v* m& s0 Y7 f4 C: L# r
    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。' ]3 K! q# t/ W6 j  F

    ! x. N- F* A3 u# w, A

    INA129 Schematics.jpg (45.21 KB, 下载次数: 2)

    INA129 Schematics.jpg
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    2020-10-7 15:11
  • 签到天数: 88 天

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    16#
    发表于 2018-5-15 08:38 | 只看该作者
    超級狗 发表于 2018-5-14 21:19
    1 a6 v7 @  f# A& W% }1 I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(LTSpi ...

    " V! Q& p2 o% r. T( `TI TINA :. ~+ N* L: h0 {& }" Q/ _- Q. w- h! v3 ^
    設  R1 = 4.95k   ,
    $ [# c; _) b6 u  [) YGAIN = 100 # _! ^+ e3 _# L# T, d/ M
    + w1 T& |5 G' e- d: e6 ^

    GAIN100.JPG (50.05 KB, 下载次数: 1)

    GAIN100.JPG

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    热心人!: 5.0
    Tina V9 器件庫中有單顆的姨婊子運放(Instrumental Amplifier),使用 INA129E 仿真的結果也是對的。  详情 回复 发表于 2018-5-15 09:09
    換成OP-07 , 結果一樣是GAIN = 100 三運放儀表, 是可行的. 難在於電阻的匹配. TCR 及 VOS drift .  详情 回复 发表于 2018-5-15 09:08
    热心人!: 5
    你換成 OP07 就知道!^_^  发表于 2018-5-15 08:56
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