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差分放大器放大倍数问题 精选

已有 19229 次阅读 2010-4-29 22:12 |个人分类:科研笔记|系统分类:科研笔记

昨天给放大器输出端加了低通滤波,截止频率为800Hz,输出噪声大大降低,在几十µV以内。但出现一个问题,本放大电路是一个差分放大电路,当用信号发生器一电压直接输出加到差分放大器时,放大器的放大倍数约为0.5045,而当通过电阻分压并把信号发生器输出负端接到放大器电路地上时,放大倍数却变成了0.5051,感到很奇怪。

实验电路图:

 

   一些实验测量数据:

 

输出端电压

Vo

输入端电压(V2-V1

放大倍数

Vo/(V2-V1)

平均放大倍数

不滤波(不接地)

1.6565

3.2789

0.5052

0.505142

1.4116

2.7946

0.505117

1.18620

2.3484

0.50511

不滤波(接地)

3.2722

1.6511

0.504584

0.50454

1.4058

2.7867

0.504468

1.17736

2.3334

0.504568

滤波(不接地)

1.6590

3.2844

0.505115

0.505095

1.4176

2.8068

0.505059

1.1760

2.3282

0.505111

滤波(接地)

1.6593

3.2886

0.504561

0.504554

1.4200

2.8144

0.504548

1.18686

2.3523

0.504553

滤波(直接接)

2.0215

4.002

0.505122

0.505121

1.5117

2.9927

0.505129

1.01058

2.0007

0.505113

 

从表中数据可以看出,因为测量误差使得有一定不准确性,但总体趋势还是表现出来了,滤波对放大电路没什么影响,但接地与不接地(接地带来的问题是使V1V2都是大于0的,而不接地时V1为负V2为正)放大倍数有所变化。这是实际在板电路测试出来的结果,因为存在两种情况,一种是不接地,一种是接地,使得两种情况的校准不一致,一种情况校准出来的系数不适合另一种情况。

这个问题想了两天也没有找出是什么问题导致的,由于直接测输入端V1V2的电压差,信号源内阻应该不是影响因素,放大器输出偏移也不会产生这样的结果,后续电路因素排除。不知道是哪里出了问题。

在《Op Amp Applications》中看到关于差分放大器的介绍,差分放大电路存在一些问题,首先从两端看进去输入阻抗不等,这会影响放大器的CMR性能。其次是CMR主要由匹配电阻的匹配程度决定,与运放无关。由于在选电阻时没有仔细考虑这个问题,只是用了理论值的电阻,没有手工匹配,这个可能影响了电路的CMR性能。因为任何两个信号都可以分解成共模信号和差模信号,当两个电压都是大于0时其共模信号更大,可能给放大器性能带来影响,这个因素也可能是对于共模噪声干扰抑制不佳导致输出噪声较大。





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