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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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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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x
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
: u$ t* v' m1 _4 A( Q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!3 `& b, r, A, Q( y- L

QQ截图20180511145619.png (85.83 KB, 下载次数: 26)

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: 5)

3运放仪表放大器

3运放仪表放大器
  • TA的每日心情
    开心
    2021-8-6 15:10
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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* f: d7 q2 B+ V* o
    我用仿真器仿真了一遍,G=100 啊

    , J8 ]7 l, Y  a% |# s1 R+ ^# G. b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
    6 [, ~, X( b( S9 l- n4 R7 z1 u! m3 R

    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
    9 N5 J3 l/ ~/ C* o( Q5 N! K
    HAL_HARD_WELL 发表于 2018-5-12 14:06
    3 p* ]0 ^( E: N# H, E3 T6 U+ r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?
    - a, o! h" }& x
    呵!呵!你都知道 Gain 怎麼算的,把 Gain 湊到 100 不就得了。
    ) m6 u$ Z: o: H5 Z2 w0 r7 o
    • 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。* M% {3 k# K5 y& K
      1 + 2 x R1 / R2 = 100% ]- e2 R1 V$ J0 @' _; ]: I
      2 x R1 / R2 = 99! u* m: B! h/ I) [0 C% s9 J, u1 z
      R1 / R2 = 49.5( ]0 n" y- G' s2 a. ]- ]
      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。# L; t2 F* n* R! z' w& a4 A/ ?
    ; A' D! j7 j8 {, f
    看到這裏你會有些心得。
    1 a* \# ?4 A- T0 A. }
    • 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。
      + d1 \" i1 F9 x7 A0 D5 n
    , }0 ~7 c0 `, ^1 C7 v  @7 f8 b
    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。
    ) E0 J9 d; I7 |4 g9 L/ j, ]
    # c% ^0 t- Q' c3 s
    # e& N$ H* C) l7 H; B" R! s9 y2 V

    Gain of the Three Op Amp Instrumentation Amplifier.jpg (89.74 KB, 下载次数: 2)

    Gain of the Three Op Amp Instrumentation Amplifier.jpg

    Output Voltage of Instrumental Amplifier.jpg (9.13 KB, 下载次数: 2)

    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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    [LV.6]常住居民II

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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! r0 Q  T7 Z  \' t
    請參考!  @  n6 q+ N4 S! a

    % ?7 ~, ?* S! J' |: o增益 100 應該是指單端輸入,兩個單端相減增益就會變 200。

    / v8 W' ]( x9 @9 m8 [你好,
    $ |0 T/ _+ K5 h增益的部份,  依公式計算即可.7 S  Z4 a: G  G$ @  w( ^
                             2*10k             10k* G3 E. l" c, r& ?
    GAIN :   ( 1+   -----------  ) *( ----------- )   , Av = 201" j# a+ E6 e6 D9 I! l1 i/ e
                              100                10k5 v, [3 ]+ r7 g0 }; R
    : p/ D; ~% ?' z2 p; Z
    TI TINA 模擬的另一個問題是,   :4 k) B- T* L4 n1 T7 K! P
    10mV   *  GAIN  , 正確結果應該是 2.01 V" ]5 V3 r3 R  O& d2 p0 [+ m$ l
    / H  j1 v5 c, q) v& D
    目前的結果確是 2.11 V
    : E$ ~" ?6 g; c" L,
    ! F+ `7 Q% k, D. t  I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,  ! X9 K, p% o3 p- Y0 x
    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.4 v8 x2 |  Q* y. t
    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.) t# J7 Q8 j# m7 }$ o0 O" i
    1 |9 b3 k$ b) ?( T" F  [8 ]0 q( f

    ) `; l; i. l. V9 P, I: _2 U! H: x3 I' y4 d( F6 I0 x% s

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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

    该用户从未签到

    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!; c) w2 w4 C% l0 N( e1 u
    " Y  J6 Q8 y: h
    增益 100 應該是指單端輸入,兩個單端相減增益就會變 200
    4 j$ E2 Z9 e  j; e6 s: u" v2 B' p2 d7 c# T1 R

    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
    " A9 A% g  d& B7 m  o* \# `請參考!
    3 q3 o- k( ^1 W) O+ n' ]' ]8 }! O" R: P) k" R! o$ ?" Q6 e8 r
    增益 100 應該是指單端輸入,兩個單端相減增益就會變 200。
    & \" L8 ?9 L/ \
    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 ; g- e- c1 R& b0 G( Z' E
    HAL_HARD_WELL 发表于 2018-5-12 12:14( U9 G2 F3 k, U5 @4 e  c
    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
    % r6 p0 V) V* ^" T; K' j1 P6 V% c

    % ^; W) P5 O- `5 _- S) g2 F

    QQ图片20180512135845.png (34.12 KB, 下载次数: 1)

    G=200仿真图

    G=200仿真图

    该用户从未签到

    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 23:334 D1 w, @: i) J$ ~6 _
    請參考!0 C# T+ t8 p2 K4 O& X
    ' M1 `% x) Q$ G% m( S% B0 y
    增益 100 應該是指單端輸入,兩個單端相減增益就會變 200。
    . g% ?/ c+ O* k9 l
    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?
    $ X& A+ L5 ~7 v5 r1 O8 A3 H. H

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

    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 16:193 ^4 ?9 [/ g, H* P
    VF2接地,VF3接信号
    ) q+ L4 U; u/ b7 l
    只是输出变负电压了  R+ u3 l' B' E7 q9 H4 `4 z

    QQ截图20180512210152.png (26.05 KB, 下载次数: 1)

    反之一样

    反之一样

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    热心人!: 5.0
    热心人!: 5
    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: 1)

    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
    . t2 ^' \" [5 B( a* |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
    6 q% F9 ~! S! b% w) I$ ]* f0 ^& ~3 ^) q. O  `
    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???
    # K" R/ R% i9 F" I5 R9 S
    ) f, u& V2 m! l. C4 Z

    Instrumental Amplifier.jpg (53.04 KB, 下载次数: 1)

    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

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    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 , I, n! w3 `9 G  z% {  B

    $ q4 M: O9 P* i" D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。/ F' d6 O( B# S- d1 g# W; e
    % D$ k1 C1 E9 _' u

    INA129 Schematics.jpg (45.21 KB, 下载次数: 1)

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

    [LV.6]常住居民II

    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
    : `+ Y: G" f( ]) a& b; I2 C7 Q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 ...
    % X$ y2 r9 U" f- j
    TI TINA :- ^, p. p, Q: V4 \% ^# b$ ?5 \1 |- _
    設  R1 = 4.95k   ,
    ; }7 {4 G. s+ `& S$ vGAIN = 100 4 g9 H/ O; [0 M- [8 a: S2 A
    5 s  `. K$ ^* _$ E

    GAIN100.JPG (50.05 KB, 下载次数: 0)

    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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