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工程師看海
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儀表放大器在電子測量和信號處理領域中扮演著至關重要的角色。它們通過提供高精度的信號放大,使得微弱的信號能夠被準確地檢測和分析。因此,深刻理解儀表放大器各參數指標非常重要。

一、什么是輸入偏置電流

輸入偏置電流(Ib)是指流入或流出儀表放大器輸入端的電流。圖2-16 可以看到AD8422手冊中的輸入偏置電流Ib是0.5nA,仿真中,同相輸入端輸入電流是0.4nA、反相輸入端電流是0.6nA,Ib=(0.4+0.6)/2=0.5nA,與手冊中一致。輸入失調電流Ios是儀放兩個輸入端電流之差。圖2-16 可以看到AD8422手冊中的輸入失調電流Ios是0.2nA,仿真中,同相輸入端輸入電流是0.4nA、反相輸入端電流是0.6nA,Ios=|0.6-0.4|=0.2nA,與手冊中一致。

圖2-16 AD8422的輸入偏置電流與輸入失調電流

二、差分放大器的輸入阻抗

差分放大器的輸入阻抗非常低,這與它的匹配電阻相關,而且差分放大器兩個輸入端的阻抗并不對稱。怎么計算兩個輸入端的輸入阻抗呢?我們做下輸入阻抗的仿真,見圖2-4 ,Vi-的輸入阻抗是1KΩ,Vi+的輸入阻抗是11KΩ,與我們前文分析的一致。

差分放大器的輸入阻抗不但低,而且兩個輸入端的阻抗并不對稱,如果連接到差分放大器的信號源的兩個引腳源阻抗不匹配,也會降低CMRR,完整課程中有詳細介紹。

圖2-4 差分放大輸入阻抗仿真

儀表放大器的輸入阻抗非常大,圖2-33 顯示差分阻抗達到100GΩ并聯1pF,根據手冊數據建立中間圖的阻抗模型,仿真結果和阻抗模型的曲線基本重合,在10Hz處的輸入阻抗大約是2GΩ,這是非常高的。

圖2-33 INA821的輸入阻抗仿真結果

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