三运放仪表放大器电阻值的选择

只看该作者 · 2018-1-3 10:24

如下图所示，电路是3运放构成的仪表放大电路，在看很多的资料和一些仪表运放的资料中，放大电路放大倍数的调节，一般都靠改变Rg1、Rg2的值来实现，具体的公式如下如Vout等式，而且看到的资料中，R1、R2的阻值一般都选择10K左右的阻值，这里就有个问题，想问下，为什么R1、R2的阻值一般都选用10K？如果选择大的阻值可以吗？比如100K甚至1M，如果选择100K甚至1M的大阻值，这个对3运放仪表放大器的一些性能指标会有影响吗？比如噪声、失调、CMRR等？在次问这个问题的主要原因是，想搭个3运放仪表放大器，然后希望Rg1、Rg2能选用阻值稍微大点，而不是使用一些小阻值几十~1k欧姆阻值的。

2万 · 2018-1-3 10:49

取值与相关有源器件特性以及其它相关指标有关。你这个问题有点大了。

简言之，器件都不是理想的（包括电阻），那么就有个综合折中考虑。

“R1、R2的阻值一般都选择10K左右的阻值”，那就是考虑了相关各个因素后所取的折中。

只看该作者 · 2018-1-3 13:56

HWM 发表于 2018-1-3 10:49
取值与相关有源器件特性以及其它相关指标有关。你这个问题有点大了。

简言之，器件都不是理想的（包括电阻 ...

折中后的考虑，但还是没搞明白为什么用10K阻值的。

2万 · 2018-1-3 14:15

wajtmusic 发表于 2018-1-3 13:56
折中后的考虑，但还是没搞明白为什么用10K阻值的。

这里，没有具体运放型号，若按理想运放考虑（且电阻也理想），那么就无所谓“折中”了。

但是，就是你给出具体的运放型号，且考虑其它器件和电路指标因素，也很难精确地量化“折中”。这里，通常只是按“统计”考虑的经验折中选择。除非是特殊器件条件和指标考虑，才会去重估此值。

模拟电路中的许多“经验取值”，原因就是此。这就是“通常”和“特殊”的差别，要知道“通常”和“特殊”的性能和成本要求都不一样。

只看该作者 · 2018-1-3 21:51

本帖最后由 xiaxingxing 于 2018-1-3 21:54 编辑

1、R5反馈电阻也是放大器的负载电阻，不宜太小，否则运放负载过重；
2、运放的输入端并非完全理想，会从反馈网络吸取一些电流，如果反馈电阻过大，那么偏置电流就会引起很大误差，例如：1uA电流在1M电阻上就会形成1V的压降。
3、由于杂散耦合的原因，开关电源等都会带来噪音，过大的反馈电阻很难将这些干扰泄放掉，导致噪音，例如R6。另外还有运放的电流噪音。
4、电阻器本身。太小和太大阻值的电阻器精度和温漂很难做好，一般也就是1k-100k最好。综上，运放电路中一般选10k左右的电阻，对于低压系统，可以再小一些。5、另外就是还要考虑信号源的输出能力，输出阻抗等等来确定

只看该作者 · 2018-1-4 12:22

仪表放大器的主要技术指标：
1. 信号增益范围、增益线性度（增益误差）；
2. 噪声增益（信噪比）；
3. 共模抑制比；
4. 放大器相位裕量（稳定性）；
……

仪表放大器电路原理性说明：
如何构建测试仪表放大器

确定了放大器的指标后，可以通过建模和优化来选择元器件的最佳参数。
具体方法可参考：
六西格玛设计（DFSS）案例 —— 三角波发生器