共模抑制比和輸入阻抗高的儀表用差動放大電路及其工作原理

電路的功能

一個OP放大器構(gòu)成的高增益差動放大器輸入電阻較低，作為信號源電阻高的傳感放大器使用會受到限制。本電路是儀表用差動放大器的最基本電路，具有多種特點(diǎn)。如可以提高輸入電阻，提高共模抑制比待。OP放大器A1，A2采用了性能相近的器件，這樣可以簡化溫度補(bǔ)償電路；只須改變一個電阻即可自由選定增益。本電路也可作為通用直流放大使用。

具體有應(yīng)用實例有：應(yīng)變儀用高增益放大電路、半導(dǎo)體壓力傳感器放大器、磁阻元件用放大器、熱敏電阻等構(gòu)成的格式電路放大器等。

電路工作原理

因為所有的電阻值都相等，所以O(shè)P放大器A3的放大倍數(shù)（A）等于，便可根據(jù)需要，通過選定R7=A.R5，R8=A.R6的方法來獲得所需的增益A。因為A1、A2使用了雙重放大器UPC454D，所以能夠減少周圍溫度變化引起的偏置漂移。

本電路的差動增益就是對+IN和-IN兩端之間產(chǎn)生的電位差進(jìn)行放大時的增益，將-IN端接地后，A1的增益AV1可用下式求出：

A2可以作為反相放大電路用（-IN接地），所以AV2要用下式求出：

因為由OP放大器A3產(chǎn)生差動放大，AV1-AV2就是差動增益AVD，所以AVD可按以下普通公式計算：

共模增益是+IN和-IN輸入同相信號時的增益，如果電路完全平衡，共模電壓增益AV（COM）則等于零。但實際上，由于電阻存在誤差或者對交流信號而言，雜散電容或OP放大器高頻特性的不匹配，所以會有小信號輸出。

為了提高共模抑制比，需要在R7上串聯(lián)一個可變電阻。但如果R5~R6使用的是高精度電阻，則可省去這個可變電阻。

差動電壓為正負(fù)0.6V以上時，輸入端可用保護(hù)二極管。因增益高（A=100，允許輸入電壓則為正負(fù)100MV），用作傳感器放大器時一般都加輸入端保護(hù)二極管。二極管上并聯(lián)的電容器C1對差動輸入信號起到低通濾波的作用。

與傳感器連接時應(yīng)注意以下問題：輸入電路接地端必須有直流回路，否則OP放大器A1及A2的輸入商流無法通過。此外，這保證安全，輸入端的同相共模電壓應(yīng)在正負(fù)10V以內(nèi)，這是受OP放大器電源電壓限制所至。當(dāng)輸入電壓必須超過該值時，則應(yīng)采用隔離放大器。