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削波器漂移补偿可编程增益放大器

发布时间:2020-06-30 20:59:17 阅读: 来源:跳线机厂家

特定医学和科学仪器应用需要放大和测量微伏级信号。例如, 精确测量基于热电偶的微热量计输出,就需要一个达到很高增益并表现出优异热稳定性和低噪声的放大器。图1示出了两个放大器的组合如何产生一个可编程增益放大器,它提供160~10240 的可选增益。该电路还提供5mV典型偏移电压、20 nV/℃偏移漂移、0.1Hz时9 nV等效输入噪声电压。IC1是Cirrus Logic CS3301低压、差分输入、差分输出、削波器漂移补偿可编程增益放大器,充当输入放大级,并驱动IC2,即电压较高的INA114仪表放大器输出级。CS3301提供1 ~ 64范围的7种可编程增益,而INA114 提供固定增益160。这种组合实现了160 ~ 10240的增益。热电偶产生1mV信号,从INA114产生10.24V输出。要选择其它增益值,可改变INA114的增益设置电阻器R3的值。

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外部DIP开关和上拉电阻器连到 3.3V电源(未显示),编程了CS3301的增益控制脚和多路转换器控制引脚。一个能驱动3.3V逻辑电路的微控制器也能控制这些控制输入端。连接CS3301的输出端和INA114的输入端、一个由R1、R2、IC1的输出电阻器组成的 RC 低通滤波器以及C1,就能限制高于500Hz的噪声。图2示出了这些组合式放大器在增益10000的输入参考噪声性能测量值。这个放大器串联组合的1/f噪声转角在0.08Hz,在0.1Hz时的等效输入噪声电压约为9nV。噪声与频率关系曲线表示了18小时期间200多万个输出样本的FFT处理结果。为简单起见,原理图未显示电源和旁路电容器。由于该电路的放大系数极大,因此使用的构造技巧应使元件放置保持热平衡,印刷电路迹线长度保持电平衡。

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