可穩(wěn)定放大1001倍的斬波放大器電路及原理分析

電路的功能

斬波放大器用來測量微弱的電壓，過去一直采用機(jī)械式斬波放大器，后來改為半導(dǎo)體開關(guān)式，使放大器具有良好的直流特性。現(xiàn)在大多使用單片斬波穩(wěn)定的OP放大器。它具有普通放大器得不到的失調(diào)電壓及溫度漂移等特性。

若在數(shù)百赫的波段斬波，則寬帶噪聲很高，各級電路不加低通濾波器電路就不能使用。所以本電路適合在信號頻率低、電壓很小的情況下使用。

電路工作原理

MAX420是一種單處斬波OP放大器，電源電壓為正負(fù)15V（ICL7650電源電壓為正負(fù)15V），具有良好的輸入特性。輸入失調(diào)電壓1UV、輸入漂移0.02UV/度，輸入偏流100PA，輸入電阻10的12次方歐，開路增益150DB等，這些都是25度時的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，普通差動放大器是得不到這樣的參數(shù)值的。

相反，它的交流特性卻不太好。在轉(zhuǎn)換速度為0.5V/US、GB積為500KHZ、輸入換算噪聲是以在DC~10HZ的窄頻帶下，電平為1.1UVP-P、加低通濾波器為前提條件的。

它與普通OP放大器的不同之點在于必須有2個電容器（C2，C3）用來保持失調(diào)電壓為0，斬波頻率約400HZ。

開路增益很大，為150DB，即使選定A=1001倍，仍可得到151-60=90DB的環(huán)路增益，所以這是一種工作穩(wěn)定、輸入電阻很高、適用于高精度的放大器。

因為A1的輸入失調(diào)電壓放大1001倍以后為1MV，所以可用后級的低通濾波器調(diào)零。

輸入信號很小，所以要在A1輸入端并聯(lián)C1，濾除高頻。C1的值根據(jù)使用環(huán)境確定。至于RF噪聲的濾除，采用LCN型濾波器效果很好。

低通濾波器選定A=1，如果標(biāo)準(zhǔn)電容為CO，則C4應(yīng)為√2C0，C5應(yīng)為C0√2。根據(jù)R4=R6=1/2XF0C0公式計算，F(xiàn)0=10HZ時，R4、R6約為100K。

MAX420的消耗電流為1.3MA，若使用低功率的TL061濾波放大器，輸入電流在2MA以內(nèi)就可使整個電路工作。

元件的選擇

電阻R2、R3對放大精度穩(wěn)定性起決定作用，所以要選用溫度系數(shù)?。ㄕ?fù)1%以內(nèi)）的電阻。R3為1M，也需要穩(wěn)定性好的電阻，但這種電阻價格很貴，在有些情況下，R2取100歐，R3=100K也是要以的。

C2、C3最好選用絕緣電阻高的電容器。聚酯薄膜電容可以達(dá)到使用要求，但不要使用高電容率真的陶瓷電容。

在本電路中，低通濾波器的參數(shù)對特性并蒂蓮起決定作帶，因此，稍有誤差也不會有什么影響。

應(yīng)用注意事項

因為本電路消耗功率低，使用隔離放大器的輔助電源以后，整個電路可作為浮動的高增益隔離放大器。由于本電路頻帶很窄，只有10HZ?？勺鳛殪`敏度高的記錄儀前置放大器。