儀表放大器只有差模輸入不工作嗎？

昨天寫了一個(gè)又臭又長(zhǎng)的文章：儀表放大器干翻了我。。。

在末尾看似回答了問題，但是有點(diǎn)模糊。

這個(gè)電路做分壓抬升，也提供共模電壓！?。∪焙竺孢@個(gè)話

這個(gè)電路的仿真是正確的，直流+信號(hào)，抬升了

昨天在INA前面加一個(gè)單純的差模信號(hào)，后面沒有反應(yīng)，是因?yàn)檩斎敕秶辉贗NA的共模工作范圍。

兩個(gè)差分輸入端都有這個(gè)，就是加了大的共模電壓，然后送入放大器的就是抑制了共模，放大了差分。

我們看一個(gè)ECG芯片的輸入端的設(shè)計(jì)，這個(gè)是2電極

也就是沒有右腿放大電路，沒有提供共模輸入通路。

這個(gè)就是沒有了，但是組成了RC的濾波器，因?yàn)橛械谌?jí)的輸入

也就是這樣

這個(gè)圖就是我看過最好的示意圖?。?！

TI這個(gè)也好

類比三運(yùn)放的輸入

輸入級(jí)的分析

這個(gè)文章相當(dāng)精彩，我有空寫。就是分析噪音這段

這個(gè)也不錯(cuò)，共模就是說信號(hào)的任意一點(diǎn)和GND，或者是0V的差值，差模是相對(duì)的坐標(biāo)系，互相參考，但是共模是全局的查看。

也就解釋了一些線之間的電容是干啥用的，共模電容來抑制干擾信號(hào)。

差容就是直接連在一起

也就是信號(hào)出來了

村田有很好的文章，我就先偷個(gè)圖，也說一下Y，X電容是什么

還有示波器探頭的事情：

1.抗干擾能力強(qiáng)，因?yàn)閮筛罘肿呔€之間的耦合很好，當(dāng)外界存在噪聲干擾時(shí)，幾乎是同時(shí)被耦合到兩條線上，而接收端關(guān)心的只是兩信號(hào)的差值，所以外界的共模噪聲可以被最大程度抵消。

2.能有效抑制EMI，同樣的道理，由于兩根信號(hào)的極性相反，他們對(duì)外輻射的電磁場(chǎng)可以相互抵消，耦合的越緊密，泄放到外界的電磁能量越少。

3.時(shí)序定位精確，由于差分信號(hào)的開關(guān)變化是位于兩個(gè)信號(hào)的交點(diǎn)，而不像普通單端信號(hào)依靠高低兩個(gè)閾值電壓判斷，因而受工藝，溫度的影響小，能降低時(shí)序上的誤差，同時(shí)也更適合于低幅度信號(hào)的電路。目前流行的LVDS就是指這種小振幅差分信號(hào)技術(shù)。

差分信號(hào)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)要求對(duì)應(yīng)的測(cè)試設(shè)備也必須是差分拓?fù)?，差分探頭因此成為現(xiàn)代示波器的主流配件。下圖是典型的有源差分探頭電路結(jié)構(gòu)圖：

共模抑制比，簡(jiǎn)單來說，就是差動(dòng)放大電路中對(duì)信號(hào)共模成分的抑制能力，其定義為放大器對(duì)差模信號(hào)的電壓放大倍數(shù)Adm與對(duì)共模信號(hào)的電壓放大倍數(shù)Acm之比，英文全稱是CommonModeRejectionRatio，一般用簡(jiǎn)寫CMRR來表示。

哪些因素會(huì)影響探頭的共模抑制比呢？ 電路對(duì)稱性――電路的對(duì)稱性決定了被放大后的信號(hào)殘存共模干擾的幅度，電路對(duì)稱性越差，其共模抑制比就越小，抑制共模信號(hào)（干擾）的能力也就越差。 信號(hào)頻率或者Dv/Dt 任何探頭或儀器輸入的不匹配。

很顯然，CMRR值越大越好，一般在60dB（1000:1）左右，但隨著頻率增加CMRR會(huì)逐漸減少。因?yàn)樵娇斓男盘?hào)邊沿越容易再正負(fù)兩端產(chǎn)生偏差，因而也會(huì)帶來更多的共模電壓，如下圖所示。

嗯，看懂了

探頭確實(shí)很貴

不過有開源的?。?！

示意圖

部分原理圖

差分的輸入電壓

一點(diǎn)參數(shù)

喜歡，想做，等固件。

插一個(gè)電源的示意圖

下面的解釋都是超過，我沒有超，我干脆沒有。 當(dāng)運(yùn)放超出VICMR時(shí)，器件就可能不能做正常的線性運(yùn)行。因此，必須了解輸入信號(hào)的整個(gè)范圍區(qū)間，確保運(yùn)放不超出VICMR。 另一個(gè)混淆點(diǎn)是：VICM與VICMR是非標(biāo)準(zhǔn)的縮寫，各家IC供應(yīng)商的數(shù)據(jù)表中經(jīng)常使用不同的術(shù)語，如VCM、VIC和VCMR。

因此，必須清楚自己正在查看的規(guī)格，它不是一個(gè)特定的輸入電壓，而是一個(gè)輸入電壓的范圍。 違反VICMR的情況一般出現(xiàn)在使用3.3V、5V或其它低電壓應(yīng)用的單電源運(yùn)放中。在這些應(yīng)用中，輸入信號(hào)區(qū)間一般都是狹窄的，必須知道輸入信號(hào)和VICMR，才能確保運(yùn)放的正常運(yùn)行。

首先，如果輸入波幅過大，則要用一個(gè)電阻分壓器，將信號(hào)保持在正確的VICMR區(qū)間內(nèi)。 其次，如果輸入信號(hào)的偏移有問題，則嘗試使用一個(gè)輸入偏置或直流偏移電路，使輸入信號(hào)置于運(yùn)放VICMR區(qū)間規(guī)格內(nèi)。 第三，可以嘗試換用一種能滿足所有其它要求的軌至軌輸入運(yùn)放。

左邊的圖就是解釋右邊

最常見的共模應(yīng)用

共模在電源上面

藍(lán)色的就是共模電壓

還是共模

看幾個(gè)電路

前面有共模電壓的輸入端，也是可以調(diào)節(jié)直流分量，其次是雙電源供電，，REF為0電位

這個(gè)是雙電源的芯片

后面是低通

這個(gè)的話，我就以為是旁邊共模電壓是外部給的，而且也沒有

參考電源

二階低通濾波器是一種由 R.P Sallen 和E.L.Key. 在 1995 年給出的經(jīng)典電路。這種濾波器實(shí)現(xiàn)了正的直流增益。在單電源環(huán)境下由于過程中無需提供參考電壓，這樣極大地簡(jiǎn)化了實(shí)現(xiàn)過程。本電路不僅可濾除高頻噪聲，還可用來放大輸入信號(hào)。

C2 跨接電橋輸出端，以便 C2 有效地與 C1a 和 C1b 的串聯(lián)組合并聯(lián)。通過這樣連接，C2 非常有效地減小了由于不匹配造成的任何 ACCMR 誤差。例如，如果 C2 比 C1 大 10 倍，則它能將由于 C1a/C1b 不匹配造成的CMR 誤差降低20倍。注意，該濾波器不影響 DC CMR。 RFI 濾波器有兩種不同的帶寬：差分帶寬和共模帶寬。差分帶寬定義為當(dāng)在電路的兩個(gè)輸入端（+IN 和－IN）之間施加差分輸入信號(hào)時(shí)的濾波器頻率響應(yīng)。該 RC 時(shí)間常數(shù)由兩個(gè)阻值相等的輸入電阻器（R1a，R1b）之和，以及與 C1a 和 C1b 的串聯(lián)組合并聯(lián)的差分電容器 C2 一起決定。

差分帶寬

共模帶寬定義為連接在一起的兩個(gè)輸入與地之間出現(xiàn)的共模 RF 信號(hào)。認(rèn)識(shí)到 C2 不影響共模 RF信號(hào)的帶寬很重要，因?yàn)檫@個(gè)電容器是連接在兩個(gè) 輸入端之間的（有助于使它們保持在相同的 RF 信號(hào)幅度）。因此，共模帶寬由兩個(gè) RC 網(wǎng)絡(luò)（R1a/C1a和 R1b/C1b）對(duì)地的并聯(lián)阻抗決定。

共模帶寬

電阻器 R1 和 R2 可以采用普通的 1%金屬薄膜電阻器。但是，所有三個(gè)電容器都需要采用高 Q 值、低損耗的電容器。電容器 C1a 和C1b 需要采用±5%允許偏差的電容器，以避免降低電路的 CMR。 差分輸入濾波器的截止頻率必須設(shè)置為大于共模濾波器截止頻率的20倍，以防止共模噪聲被轉(zhuǎn)換為差分信號(hào)。 這些截止頻率是通過將差動(dòng)電容器的尺寸定為共模電容器尺寸的10倍來實(shí)現(xiàn)的。

這個(gè)熱電偶的傳感器，特性和我使用的差不多，這里也寫一寫。

我們看左下腳

這個(gè)是共模電壓

還有仿真圖

共模電壓共模電壓為2.6 V，以允許儀表放大器的輸出從250 mV擺動(dòng)到5 V。共模電壓通過分壓器設(shè)置，分壓器使用來自REF02的5v電源，電阻R和電阻Rg。電阻R和Rg分別為15.0 kΩ和16.2 kΩ。電阻R和Rg的容差為0.1%，以減少與共模電壓相關(guān)的誤差。

圖顯示了共模電壓為2.6 V時(shí)INA188的共模與輸出電壓的關(guān)系圖。在共模電壓為2.6 V的情況下，INA188的輸出擺幅為220 mV至9.37 V。

發(fā)現(xiàn)了一個(gè)TI的精密信號(hào)鏈設(shè)計(jì)的PPT，感覺寫的好好

INA121U

審核編輯：劉清