運算放大器基本原理 怎么設(shè)計電路把氣壓傳感器(SM5651)的信號用運算放大器放大十倍呢?
怎么設(shè)計電路把氣壓傳感器(SM5651)的信號用運算放大器放大十倍呢?氣壓傳感器SM5651是差分電壓信號輸出的傳感器,要想將輸出信號放大需要用到差分運放電路??梢圆捎镁苓\放搭建差分放大電路,也可以
怎么設(shè)計電路把氣壓傳感器(SM5651)的信號用運算放大器放大十倍呢?
氣壓傳感器SM5651是差分電壓信號輸出的傳感器,要想將輸出信號放大需要用到差分運放電路??梢圆捎镁苓\放搭建差分放大電路,也可以專用差分運放搭建電路,這兩種方案都介紹一下。
1.使用精密運放搭建差分放大電路
使用運算放大器搭建差分放大電路,其實就是實現(xiàn)的減法運算的功能。如下圖所示,就是一個簡單的差分運放電路,通過使用虛斷和虛短計算可以得到輸出信號:
Vo=(V - V-)×R13/R11。下圖中兩端的輸入信號幅值分別是750mV和250mV,輸出信號為5000mV,即輸入信號被放大了10倍輸出。
在實際設(shè)計電路時,為了增加電路的抗干擾性,可以將輸入信號經(jīng)過兩個電壓跟隨器后在進行10倍放大,如下圖所示。
2.使用儀表運算放大器實現(xiàn)差分放大
除了用分立元器件搭建電路之外,還可以使用專用的差分運放芯片,如下圖使用AD623搭建的差分運放電路,通過一個電阻R18即可實現(xiàn)放大增益的調(diào)節(jié),這個可以在datasheet上找到。
上圖中,輸入信號分別為30mV和10mV,放大10倍后,其輸出信號200mV,實現(xiàn)了10倍放大的作用。
在使用運放搭建放大電路時需要注意運放的共模抑制比等參數(shù),以合理選型。
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運算放大器計算過程?
接著,對V1,R1,R2一路列方程。(V- - V1) / R1 = (Vout - V-) / R2。
上下交叉相乘
(V- - V1) * R2 = (Vout - V-) * R1
各項乘出來
V- * R2 - V1 * R2 = Vout * R1 - V- * R1
移項
Vout * R1 = V- * R2 - V1 * R2 V- * R1
合并
Vout * R1 = V- * (R2 R1) - V1 * R2
將V 的表達式代入V-
Vout * R1 = V2 * R4 / (R3 R4) * (R2 R1) - V1 * R2
兩邊同除以R1,并整理,則得到最后的表達式
Vout = V2 * R4 / (R3 R4) * (R2 R1) / R1 - V1 * (R2 / R1)