仪表放大器应用
仪表放大器专门用于差分小信号放大，具有高输入阻抗、高共模抑制比、低失调电压等特点。 典型型号：AD620、INA128。增益通过单个外接电阻设置，公式：G = 1 + 49.4kΩ/Rg。 非常适合传感器信号调理，如应变片、热电偶等。
6.5 信号调理电路
模拟电路基础
🎯 学习目标
- 理解信号调理的必要性和常见类型
- 掌握信号放大、滤波、电平移位的方法
- 了解阻抗匹配和信号隔离技术
- 能够设计完整的传感器信号调理电路
信号调理电路
信号调理电路是"模拟电路基础"这一章中的第5节内容。 传感器输出信号通常需要经过调理才能被ADC采样或MCU处理。 本节将介绍信号调理的各种技术和电路设计方法。
🔄 信号调理类型
📈
信号放大
提高信号幅度
适应ADC输入范围
提高信噪比
🔊
信号滤波
滤除噪声干扰
抗混叠滤波
改善信号质量
⚡
电平转换
调整信号范围
电平移位
阻抗匹配
⚙️ 典型传感器调理
| 传感器类型 | 输出信号 | 调理需求 | 典型电路 |
|---|---|---|---|
| 热电偶 | mV级电压 | 放大、冷端补偿 | 仪表放大器 |
| 热电阻 | 电阻变化 | 恒流驱动、电桥 | 电桥放大 |
| 压电传感器 | 电荷信号 | 电荷放大、滤波 | 电荷放大器 |
| 应变片 | 微小电阻变化 | 电桥、放大 | 仪表放大器 |
| 电流传感器 | 电流输出 | I/V转换 | 精密电阻+运放 |
🔌 阻抗匹配
阻抗匹配原则
- 电压测量：输入阻抗 >> 源阻抗（100倍以上）
- 电流测量：输入阻抗 << 源阻抗
- 功率传输：负载阻抗 = 源阻抗（共轭匹配）
- 高频信号：特征阻抗匹配（50Ω/75Ω）
- 缓冲隔离：使用电压跟随器实现阻抗变换
💡
📝 本节小结
✅
- • 理解了信号调理的必要性和类型
- • 掌握了放大、滤波、电平转换的方法
- • 了解了阻抗匹配的原则
- • 能够设计传感器信号调理电路