惠斯通电阻应变传感器输出电压放大设计
请问老师，设计这个传感器放大电路，传感器输出幅值在mV 级，频率1KHZ以内，把电压放大到0-5V，这个电路该怎么设计？“设计这个传感器放大电路，传感器输出幅值在mV 级，频率1KHZ以内，把电压放大到0-5V”
首先这个桥式电路输出是差动信号，建议选择仪表放大器。其次，该仪表放大器的失调电压必须要小，带宽倒是还在其次(因这种桥式电路输出信号不可能变化非常快，1kHz已经是多说了)。 maychang 发表于 2017-12-17 12:17
“设计这个传感器放大电路，传感器输出幅值在mV 级，频率1KHZ以内，把电压放大到0-5V”
首先这个桥式电路 ...
老师，怎么处理电路中的干扰呢？传感器的信号从LEMO接口引入到放大器，放大器的输出连接一个低通滤波器，低通滤波器的输出连接AD采集，这样就行了嘛？ 萤火 发表于 2017-12-17 12:44
老师，怎么处理电路中的干扰呢？传感器的信号从LEMO接口引入到放大器，放大器的输出连接一个低通滤波器， ...
传感器的输出(放大器输入)就可以安排低通滤波。
当然，此滤波器必须对称。 本帖最后由 萤火 于 2017-12-17 20:12 编辑
maychang 发表于 2017-12-17 14:39
传感器的输出(放大器输入)就可以安排低通滤波。
当然，此滤波器必须对称。
您的意思是：在仪表放大器的同相与反相输入端加滤波电路，比如，同时加RC低通滤波电路，这样能够满足性能吗？ maychang 发表于 2017-12-17 14:39
传感器的输出(放大器输入)就可以安排低通滤波。
当然，此滤波器必须对称。
老师，我这个传感器是用来测量位移的，全行程位移有24微米,对应的电压变化量为几十mV, 位移分辨率有1nm,对应的电压变化为uV级，我看了下TI的仪表运放，失调电压最小的有20uV，ADI的仪表运放最小的有10uV，有些零漂移的运放失调电压很小，几个uv,可是输入阻抗太小了。这该怎么选择呢？ <div class='shownolgin' data-isdigest='no'>萤火 发表于 2017-12-17 19:35
您的意思是：在仪表放大器的同相与反相输入端加滤波电路，比如，同时加RC低通滤波电路，这样能够满足性能 ...
不是这个意思。
仪表运放虽然也有同相输入端和反相输入端，但输出端与反相输入端之间并不联接一支反馈电阻。如果有反馈电阻的话，那么同相输入端和反相输入端输入阻抗不等，滤波器必定不对称，共模干扰就会产生差模信号(也是干扰)。
典型的仪表运放如AD620应用于电阻桥，可以使用上面的电路。
你所说的滤波器，应该插在电桥与运放两个输入端之间，两支电阻当然是串联在桥的对角线和两个输入端联线上，电容并联在两个输入端之间(不是接地)。
当然，你愿意把低通滤波放到运放输出端，也是可以的，不是非放到输入端不可。
</div><script>showreplylogin();</script><script type="text/javascript">(function(d,c){var a=d.createElement("script"),m=d.getElementsByTagName("script"),eewurl="//counter.eeworld.com.cn/pv/count/";a.src=eewurl+c;m.parentNode.insertBefore(a,m)})(document,523)</script> <div class='shownolgin' data-isdigest='no'>萤火 发表于 2017-12-17 20:11
老师，我这个传感器是用来测量位移的，全行程位移有24微米,对应的电压变化量为几十mV, 位移分辨率有1nm, ...
失调电压不是很重要。失调电压可以校正，用硬件校正或者软件校正都可以，校正到输入为零时输出也为零就是了。
重要的是失调电压的温度漂移。温度漂移很难校正。</div><script>showreplylogin();</script> <div class='shownolgin' data-isdigest='no'> 本帖最后由 萤火 于 2017-12-17 20:59 编辑
maychang 发表于 2017-12-17 20:37
不是这个意思。
仪表运放虽然也有同相输入端和反相输入端，但输出端与反相输入端之间并不联接一支反馈电 ...
老师，AD705的作用没看出来？我再学习学习，谢谢您的指导</div><script>showreplylogin();</script> <div class='shownolgin' data-isdigest='no'>萤火 发表于 2017-12-17 20:55
老师，AD705的作用没看出来？我再学习学习，谢谢您的指导
要想弄清楚AD705的作用，先弄清楚AD620的第5脚作用。
要想弄清楚AD620第5脚作用，先看仪表运放原理(一般模拟电路教材里面都有，例如《电子技术基础 模拟部分》康华光第5版，36页开始)。</div><script>showreplylogin();</script> <div class='shownolgin' data-isdigest='no'>萤火 发表于 2017-12-17 20:55
老师，AD705的作用没看出来？我再学习学习，谢谢您的指导
或者看《基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计》，赛尔吉欧·佛朗哥著，62页开始。</div><script>showreplylogin();</script> <div class='shownolgin' data-isdigest='no'>maychang 发表于 2017-12-17 22:07
要想弄清楚AD705的作用，先弄清楚AD620的第5脚作用。
要想弄清楚AD620第5脚作用，先看仪表运放原理(一般 ...
老师，您看这个电路?输入连接传感器，输出直接连接ADC可以吗
</div><script>showreplylogin();</script> <div class='shownolgin' data-isdigest='no'>maychang 发表于 2017-12-17 22:10
或者看《基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计》，赛尔吉欧·佛朗哥著，62页开始。
好的，谢谢您</div><script>showreplylogin();</script> <div class='shownolgin' data-isdigest='no'>萤火 发表于 2017-12-17 22:11
老师，您看这个电路?输入连接传感器，输出直接连接ADC可以吗
此图正确，可以使用。
但两支2kΩ电阻应尽量相等，两支1nF电容也应该尽量相等。</div><script>showreplylogin();</script> <div class='shownolgin' data-isdigest='no'>maychang 发表于 2017-12-18 08:11
此图正确，可以使用。
但两支2kΩ电阻应尽量相等，两支1nF电容也应该尽量相等。
谢谢老师，我看有些人设计的电路，在运放的输出端接入了五阶巴特沃斯低通滤波电路，有这个必要吗？</div><script>showreplylogin();</script> <div class='shownolgin' data-isdigest='no'>萤火 发表于 2017-12-18 19:37
谢谢老师，我看有些人设计的电路，在运放的输出端接入了五阶巴特沃斯低通滤波电路，有这个必要吗？
是否有这个必要，全看你自己的要求。
有源滤波会引入误差(构成有源滤波器的运放自身就有失调和失调温漂)，不宜放在输入端。输入端使用无源滤波当然可以，但无源滤波做到五阶，其对称性的保持要比一阶二阶困难得多。
放大器输出端插入高阶有源滤波当然可以。因为微弱信号已经放大，所以有源滤波器的失调等等往往可以忽略。如果对带外信号的衰减要求比较高，那就需要在放大器的输出端使用高阶低通滤波。</div><script>showreplylogin();</script> <div class='shownolgin' data-isdigest='no'>maychang 发表于 2017-12-18 20:12
是否有这个必要，全看你自己的要求。
有源滤波会引入误差(构成有源滤波器的运放自身就有失调和失调温漂) ...
明白了，我就在运放输入端放两个RC滤波，输出端放一个五阶的巴特沃斯滤波，非常感谢您！</div><script>showreplylogin();</script> <div class='shownolgin' data-isdigest='no'>maychang 发表于 2017-12-17 20:41
失调电压不是很重要。失调电压可以校正，用硬件校正或者软件校正都可以，校正到输入为零时输出也为零就是 ...
老师，向您请教一个问题，一般的运放电路中，输入输出之间都会有相移，在保证运放稳定工作下，会产生一点相移（比如0-10度），请问：这个相移会有什么影响（有什么用呢）？</div><script>showreplylogin();</script> <div class='shownolgin' data-isdigest='no'>萤火 发表于 2017-12-18 22:44
老师，向您请教一个问题，一般的运放电路中，输入输出之间都会有相移，在保证运放稳定工作下，会产生一点 ...
运放电路作为宽带放大器使用，在其工作频带的中部是几乎没有相移的。只有在工作频带的两端也就是增益有所下降的部分才会有相移。
可以这么说：增益有变化处必有相移，反过来也对：增益无变化处没有相移。</div><script>showreplylogin();</script> <div class='shownolgin' data-isdigest='no'>maychang 发表于 2017-12-18 23:59
运放电路作为宽带放大器使用，在其工作频带的中部是几乎没有相移的。只有在工作频带的两端也就是增益有所 ...
我用了ADI官网上设计的一个五阶巴特沃斯滤波电路，-3db处频率为10KHZ，仿真时，输入1KHZ时，输出明显有相移。</div><script>showreplylogin();</script>