高壓放大器工作原理以及功能介紹

高壓放大器是提高信號電壓的裝置。當(dāng)負(fù)載為諧振電路或耦合回路時，要求在特定頻率范圍內(nèi)有較好幅頻和相頻特性以及較高的選擇性。大家對于高壓放大器的知識知道多少？下面安泰的小編給大家介紹關(guān)于高壓放大器工作原理，以及高壓放大器的科普知識。

高壓放大器是什么，高壓放大器介紹：

高壓放大器是一種高電壓幅度輸出的信號放大器，幅度一般可達(dá)數(shù)千伏以上，響應(yīng)帶寬可達(dá)20KHz，上升數(shù)率可達(dá)1000V/μS，失真度小于1%，分單極和雙極放大器。

高壓放大器工作原理有哪些內(nèi)容呢？

1、高壓放大器的是一個具有恒流源的差分放大器，由于恒流源的作用盡量的保證晶體管的工作點，能在晶體管特性曲線比較線性的一段工作，并且采用了深度的負(fù)反饋使整個運算放大電路對信號具有較好的線性放大。

一個高壓放大器為了保證有一定的增益，都是采用多級直流放大器的組合，在制造時就在一個芯片上完成，以集成電路高壓放大器的形式出現(xiàn);保證了良好的耦合特性及穩(wěn)定性。所以高壓放大器就是高質(zhì)量的模擬放大器的代名詞。

2、由于高壓放大器的是一個差分放大器，所以就有兩個輸入端，和一個輸出端，其在電路圖上的表示符號，引腳的位置和電壓比較器一樣;兩個輸入端和輸出的關(guān)系也有同相輸入端和反相輸入端的稱呼。

高壓放大器這兩個輸入端都可以輸入信號(對稱的差分信號);也可以，一個輸入端設(shè)定為基準(zhǔn)電壓，一個輸入端輸入模擬信號。

3、高壓放大器既然能把信號進(jìn)行放大，顯然我們用他來代替電壓比較器作為電壓比較用也是沒有問題的，就有許多電路的電壓比較電路就采用了高壓放大器電路完成的。不過高壓放大器作為電壓比較器使用。

其靈敏度、反映速度都要差的多，還是不要這樣替代用的為好，但是電壓比較器是不能作為高壓放大器用的。在一般的電路原理圖上高壓放大器和電壓比較器，光從符號上很難區(qū)分圖紙上表示的是高壓放大器還是電壓比較器，只能通過對電路的分析，進(jìn)行判斷。

高壓放大器在使用中有哪些特點呢：

1、傳感器輸出信號為電荷。

2、是具有深度負(fù)反饋的高增益放大器，實質(zhì)是一個電流電壓轉(zhuǎn)換器。

3、不容易引入現(xiàn)場干擾信號，電路受連接電纜長度變化的影響不大，幾乎可忽略不計，可用于壓電式傳感器遠(yuǎn)距離傳輸放大。

4、可對靜態(tài)壓力進(jìn)行有效測量。

5、高壓放大器頻帶寬、靈敏度高、信噪比高、結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠和重量輕。

下面讓我們一起來了解一下高壓放大器的功能有哪些吧。

1、電流感測

低側(cè)電流感測可以通過測量負(fù)載和接地之間分流電阻上的壓降來實現(xiàn)。通常在這類應(yīng)用中看到低壓(5V)放大器。然而，僅僅因為放大器的最大電源電壓為36V或40V并不意味著它只能用于高壓電源。

2、高電壓、多用途放大器

高電壓放大器選擇具有寬共模范圍、高感測能力和更強(qiáng)的電源兼容性。

低側(cè)電流感應(yīng)通常也需要高壓擺率的運放以應(yīng)對一些系統(tǒng)故障情況。對OPA2990和OPA2191的功耗水平來說，兩者的壓擺率可以說很高：OPA2990靜態(tài)電流120μA，壓擺率為4.5V/μs，OPA2191靜態(tài)電流為140μA，壓擺率為5.5V/μs。

由于這兩顆運放都可以在36V和40V下工作，因此也非常適合高側(cè)電流感測功能。與低側(cè)電流感測相比，高側(cè)電流感測的一個主要優(yōu)勢是能夠檢測出短路。高側(cè)電流感測在電源和負(fù)載之間的分流電阻上使用差分放大器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

在設(shè)計高側(cè)電流感測電路時，必須考慮運放的共模電壓。共模電壓由圖2中的母線電壓和由電阻R2和R3形成的電阻分壓器來設(shè)置。由于共模電壓通常等于母線電壓，因此擁有軌到軌輸入輸出的放大器適合此功能。OPA2990和OPA2191均具有軌到軌共模輸入范圍，并且在36V(OPA2191)和40V(OPA2990)電源供電范圍內(nèi)都支持軌到軌輸出。

3、溫度感測

在許多應(yīng)用中，溫度感測對于控制環(huán)境狀態(tài)或確保安全的工作條件至關(guān)重要。測量溫度的系統(tǒng)需要通過縮放和放大傳感器輸出來獲得大小合適的信號輸入到ADC，從而確保精確的測量。

此溫度范圍也強(qiáng)調(diào)了低溫漂運放的重要性。對于通用應(yīng)用，OPA2990的失調(diào)溫漂為0.5μV/°C;對于需要向ADC發(fā)送極其精確信號的系統(tǒng)，OPA2191的溫漂為0.15μV/°C。

4、運放實現(xiàn)比較器功能

對于具有多路復(fù)用器友好型輸入的放大器，它的設(shè)計旨在使其能夠很好地與多路復(fù)用器的大電壓瞬變特性相連接。

這些放大器的內(nèi)部輸入結(jié)構(gòu)不使用背對背二極管進(jìn)行靜電放電保護(hù)，如圖4a所示。相反，這些多路復(fù)用器友好型輸入的設(shè)計使得運放的輸入差分電壓范圍可以擴(kuò)展到全電源電壓范圍。

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