电路解析:弱信号采集前端放大电路

只看该作者 · 2017-2-8 17:43

图片是弱信号采集前端放大电路，电路的主要功能是实现INPUT_P和INPUT_N差分输入，经过仪表运放AD8221放大后，从DIFF_OUT输出到AD进行采集。现在对这个电路设计还有很多不明白的地方，具体以下：
1、OPA350起什么作用？是否可以去掉？
2、D36、D41实现当INPUT_P和INPUT_N输入浮空的时候，DIFF_OUT输出是一直线电压，而不是漂浮的浮动电压，但是，原理上现在一直解释不通，为什么加上D36、D41后，INPUT_P和INPUT_N输入浮空时，DIFF_OUT就会输出是一直线电压？是否是这让DIFF_OUT输出直线电压的设计电路其实是存在问题的？
现在附上电路图片，以上问题希望能有大神大虾高手泰斗多多指点交流，涕零~

2万 · 2017-2-8 17:50

前面跟随器完全应该不要，那几个二极管应该是限制输入幅度的，输入浮空时并不能给出稳定输入。

只看该作者 · 2017-2-8 18:10

在无输入时那几个二极管将输入端拉到了0V。

只看该作者 · 2017-2-8 22:12

感觉OPA350是用来弥补AD8221的某个输入条件不足的，如果你是抄别人的电路，那就只能问设计者了。

只看该作者 · 2017-2-9 09:32

1.要不要OPA350还要看输入信号的输出阻抗。如果输入信号源阻抗很大那就需要这个OPA350做电压跟随器。
2.没有搞懂图中C19是做什么的。LZ能否解释一下

只看该作者 · 2017-2-9 10:01

那个跟随器要是可以不要就不要，我的考虑是，既然是差分输入，你一个信号进入运放，一个不进，那么到处理端就不一定是差分啦，既然是差分信号，就尽量不要把两个线搞的不一样

只看该作者 · 2017-2-9 10:18

看不懂，帮顶

只看该作者 · 2017-2-9 10:35

HWM 发表于 2017-2-8 17:50
前面跟随器完全应该不要，那几个二极管应该是限制输入幅度的，输入浮空时并不能给出稳定输入。
...

我也不明白为什么要有个跟随器，这个电路是看别人的电路上是这么用的，而且是成熟的已经用在产品上的电路，就从理论上来说，的确觉得不用应该也是可以的，但还是不明白，如果明明可以不要，人家为什么还要加上？

只看该作者 · 2017-2-9 10:36

tuezhibang 发表于 2017-2-8 18:10
在无输入时那几个二极管将输入端拉到了0V。

能在进一步解释一下具体的原理吗？

只看该作者 · 2017-2-9 10:39

摸摸发表于 2017-2-8 22:12
感觉OPA350是用来弥补AD8221的某个输入条件不足的，如果你是抄别人的电路，那就只能问设计者了。 ...

这个电路是有参考别人成熟产品中的电路后画出来的，现在一直没想明白这个OPA350是起到什么作用的，但又想，如果可以不要，别人为什么要用上，不节约成本空间，设计也要做更多的考虑。是不是这个OPA350其实是有它的用途的，并且是必须要有的。

只看该作者 · 2017-2-9 10:40

C19 放在这里有严重的问题，会使得输出不是最高就是最低。 RG应该是个直流阻抗不是无穷大的东西。

只看该作者 · 2017-2-9 10:41

king5555 发表于 2017-2-9 08:26
后面电路也要秀出来，天晓得是不是跟降低失调电压有关。

后面的电路就是一个RC一阶低通滤波，然后就到了AD的输入端了，很简单，所有没有截图上来了。

只看该作者 · 2017-2-9 10:43

1.OPA350就是猴子派来捣乱的。
2.D36、D41一般认为是蛇足。如果加上这两个二极管之后，输入浮空时的输出有变化，说明这两个二极管的性能不足以承担此处的任务（漏电流过大），除非确保信号的源电阻足够小。

另外：
1.如果“INPUT_P和INPUT_N”是外部输入端，那么前端的这几个二极管可能导致电路更严重的损坏（外部高压直接打到电源端）。
2.输入信号还必须与本电路有共地的关系。
3.幸好本电路是用于低频交流放大，否则，由于U25的加入会让AD8221白瞎了。

2万 · 2017-2-9 11:14

wajtmusic 发表于 2017-2-9 10:35
我也不明白为什么要有个跟随器，这个电路是看别人的电路上是这么用的，而且是成熟的已经用在产品上的电路 ...

我也不知道原“设计者”是如何考虑的，但现在这个电路功能上几乎没有任何益处，却可能带来了一些问题。

建议，设计或参考其他人的电路必须以基本的原理为出发点，那样才是正道。

只看该作者 · 2017-2-9 11:15

半步发表于 2017-2-9 09:32
1.要不要OPA350还要看输入信号的输出阻抗。如果输入信号源阻抗很大那就需要这个OPA350做电压跟随器。
2.没 ...

1、输入信号的输出阻抗大概在几K~几十K范围，问一下，为什么输入信号源阻抗很大就需要这个OPA350做跟随呢？AD8221的输入阻抗也很大的啊，甚至可能都比OPA350的输入阻抗要大。
2、C19是用来隔掉直流用的，输入的交流能通过AD8211放大，直流则被隔断。

只看该作者 · 2017-2-9 11:17

renxiaolin 发表于 2017-2-9 10:01
那个跟随器要是可以不要就不要，我的考虑是，既然是差分输入，你一个信号进入运放，一个不进，那么到处理 ...

这个是参考别人成熟产品的画出来的电路，按理论来说，的确一个信号进入运放，一个不进，反而造成差分的不平衡，但实际中，人家的电路就是这么设计的，所以现在也一直不明白，为什么要这样做？

只看该作者 · 2017-2-9 11:33

wajtmusic 发表于 2017-2-9 11:15
1、输入信号的输出阻抗大概在几K~几十K范围，问一下，为什么输入信号源阻抗很大就需要这个OPA350做跟随呢 ...

1.如果输入信号源阻抗很大那么一部分[img][/img]信号会作用在信号源的阻抗上。这样会降低模拟前端的信比。
2.如果C19是用来隔掉直流用的。那你最好看看AD8221的数据手册

只看该作者 · 2017-2-9 12:42

C19放在这里，只会让直流的增益变成无穷大，无穷大之后，就是输出不是最大就是最小。

只看该作者 · 2017-2-9 13:51

wajtmusic 发表于 2017-2-9 10:39
这个电路是有参考别人成熟产品中的电路后画出来的，现在一直没想明白这个OPA350是起到什么作用的，但又想 ...

你不妨把350去掉后直通看看效果.

只看该作者 · 2017-2-9 13:58

路过学习…………

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