±100V輸入差動(dòng)放大器電路

電路的功能

普通OP放大器允許的共模輸入電壓為±12V（V=±15V時(shí)），若大于這一數(shù)值，OP放大器內(nèi)部電路就不能正常工作，這是受電源電壓限制之故。若使用高輸入電壓OP放大器，則可擴(kuò)大共模輸入電壓范圍。本電路由于用電阻進(jìn)行1/10分壓，因此輸入電壓可能±100V。

采用衰減電路后，增益就會(huì)有所下降，所以在反饋電路中也加了分壓電路，使放大倍數(shù)仍為1。下面舉例加以說明：如要測量或監(jiān)視48V電源線路中流過的電流，使用隔離放大器進(jìn)行隔離就很容易得到電壓輸出（在電路中串聯(lián)敏感電阻，獲得電壓降）。而本電路也能產(chǎn)生與之相同的效果。

電路工作原理

在標(biāo)準(zhǔn)差動(dòng)放大電路中，增益一定時(shí)，R1和R2就會(huì)有一定比例。而本電路通過選定R2=R1/10，R4=R2/10，使得OP放大器的正輸入端為共模輸入電壓的1/10。為補(bǔ)償衰減了電壓，在R5和R6構(gòu)成的分壓電路中取R5=R6（A-1）這樣則可使合成放大倍數(shù)為1。

分壓電路的電阻值如不大大低于R3，就會(huì)產(chǎn)生誤差，這時(shí)應(yīng)在分壓電路輸出端加緩沖放大器。本電路電阻比約有1000倍，所以誤差在0.1%以內(nèi)，如果使用額定誤差為±1%的電阻，則意義不大。

雖然本電路放大倍數(shù)為1，但內(nèi)部的電壓放大則為10倍，所以環(huán)路增益降低20DB，偏置漂移也擴(kuò)大10倍。為此，要么設(shè)計(jì)時(shí)盡量加大差動(dòng)電壓信號。要么采用精密的OP放大器。

R3和R4并聯(lián)的電容除用于降低高頻特性外，還可用于濾除電源線路的AC噪聲，所于在R4上并聯(lián)微調(diào)電容（CV1）。

元件的選擇

因?yàn)镺P放大器的外圍電阻阻值高，所以要選用輸入偏流小的放大器。雖然BI-FET型OP放大器常溫時(shí)偏流很小，其值在100PA以下，但是偏流會(huì)隨周圍溫度上升而增大，在室外使用的儀器，選用這種放大器時(shí)應(yīng)予注意。盡管線性技術(shù)公司生產(chǎn)的LT1012輸入電路是雙極型的，但是偏流卻很小，和FET輸入精度要求高的儀器。要求不太高的場合，可選用TI公司的TL系列和NS公司的LF系列OP放大器。

調(diào)整

若按圖A所示方法調(diào)整，須選用對負(fù)載無影響的傳感電阻并確定保持輸出電壓關(guān)系不變的共模電壓（這時(shí)不會(huì)因電源電壓而發(fā)生很大變動(dòng)）變化范圍。如果電阻值有誤差，共模抑制比（CMRR）就會(huì)惡化，這時(shí)應(yīng)該根據(jù)需要把R4值取為910K，并串聯(lián)一個(gè)20K的可變電阻。

要監(jiān)控交流電流時(shí)，須調(diào)節(jié)微調(diào)電容CV1，以便使該頻率的CMRR值最小，電路中沒加失調(diào)調(diào)整電路，在不能得到大的傳感電壓時(shí)，應(yīng)在失調(diào)調(diào)節(jié)引線（1.8引線）上加一個(gè)可變電阻，使傳感電阻短路，輸出EO等于零。