必须收藏的仪表放大器设计及经典应用方案汇总
仪表放大器应用

此处,A代表输出级增益。 假设 Ry/Re = 1 (即Re和Ry阻值相同)。那么:
图 10. 两个放大器组成的仪表放大电路
由于A值非常高,所以得到:
EL817x仪表放大器产品组功能特性
EL8171、EL8173 简化电路示意图如图 11 所 示,它描绘了输入、输出的轨至轨工作过程。 该电路图同样应用于 EL8170、EL8172,只需 将 PNP 晶体管(Q1-Q4)替换成针对超低输入偏 置电流的 P-沟道 MOSFET。
电压 (IN+和 IN-)的情况下使用。但是输入阻 抗是由 R3 和 R4 的电阻值决定,并不提供高输 入抵抗。这在仪表放大电路中是很常见的。
此外,由于共模抑制比(CMRR)会随着任何有 助于 R4 阻值增加并使 R2 和 R4 失配的源阻抗 而衰减,REF 输入必须由一个非常低的源阻抗 来驱动。
图 4.
(EQ. 5)
VOUT = (IN+ - IN-) × Gain + VREF
(EQ. 2)
x = R4 /(R3 +R4) ×(R1 +R2) /R1 - R2/R1 (EQ. 6)
更糟的情况是,共模抑制比发生在 R4 和 R1 容 差处于最高值、R2 和 R3 处于最低值的时候。 表 1 显示的是增益为 1、10、100 的情况下, 电阻容差与共模抑制比的关系。
电阻 容差
±5% ±1% ±0.1% ±0.01%
表 1.
增益为1 -20.4dB -34.1dB -54.0dB -74.0dB
共模抑制比 增益为10 -15.6dB -28.9dB -48.8dB -68.8dB
仪表放大器MCP6N11入门及应用案例分析

仪表放大器MCP6N11入门及应用案例分析MCP6N11仪表放大器(INA)具有使能/VOS校准引脚(EN/CAL)和几个最小增益选项。
它针对单电源操作进行了优化,支持轨到轨输入(无共模交越失真)和输出性能。
两个外部电阻可用于设置增益,从而最大程度降低增益误差和温度漂移。
参考电压(VREF)可以对输出电压(VOUT)电平移位。
供电电压范围(1.8V至5.5V)足够低,可以支持许多便携式应用。
所有器件在-40°C至+125°C的温度范围内完全满足电气规范。
这些器件具有5个最小增益选项(1、2、5、10或100 V/V)。
这使用户可以针对不同应用来优化输入失调电压和输入噪声。
特性轨到轨输入和输出可通过2个外部电阻设置增益最小增益(GMIN)选项:1、2、5、10或100 V/V共模抑制比(Common Mode Rejection Ratio,CMRR):115 dB(典型值,GMIN = 100)电源抑制比(Power Supply Rejection Ratio,PSRR):112 dB(典型值,GMIN = 100)带宽:500 kHz(典型值,增益= GMIN)供电电流:800ìA/通道(典型值)单通道使能/VOS校准引脚:(EN/CAL)电源:1.8V至5.5V扩展级温度范围:-40°C至+125°C典型应用高端电流传感器惠斯通电桥传感器带电平移位功能的差分放大器电源控制环路设计辅助工具Microchip高级器件选型器(MAPS)演示板应用笔记引脚分配图1模拟信号输入同相和反相输入(VIP和VIM)是低偏置电流的高阻抗CMOS输入。
2模拟反馈输入模拟反馈输入(VFG)是第二个输入级的反相输入。
外部反馈元件(RF和RG)连接到该引脚。
它是带低偏置电流的高阻抗CMOS输入。
3模拟参考输入模拟参考输入(VREF)是第二个输入级的同相输入;它可以将VOUT移位到其所需范围。
仪表放大器优势_仪表放大器典型应用及实例

仪表放大器优势_仪表放大器典型应用及实例随着电子技术的飞速发展,运算放大电路也得到广泛的应用。
仪表放大器是一种精密差分电压放大器,它源于运算放大器,且优于运算放大器。
仪表放大器把关键元件集成在放大器内部,其独特的结构使它具有高共模抑制比、高输入阻抗、低噪声、低线性误差、低失调漂移增益设置灵活和使用方便等特点,使其在数据采集、传感器信号放大、高速信号调节、医疗仪器和高档音响设备等方面倍受青睐。
本文首先介绍了仪表放大器的原理及特点,其次介绍了仪表放大器的优势,最后介绍了仪表放大器典型应用及实例。
仪表放大器的原理仪表放大器电路的典型结构如图1所示。
它主要由两级差分放大器电路构成。
其中,运放A1,A2为同相差分输入方式,同相输入可以大幅度提高电路的输入阻抗,减小电路对微弱输入信号的衰减;差分输入可以使电路只对差模信号放大,而对共模输入信号只起跟随作用,使得共模抑制比得到提高。
这样在以运放A3为核心部件组成的差分放大电路中,在共模抑制比要求不变情况下,可明显降低对电阻R3和R4,Rf和R5的精度匹配要求,从而使仪表放大器电路比简单的差分放大电路具有更好的共模抑制能力。
在R1=R2,R3=R4,Rf=R5的条件下,图1电路的增益为:Au=(1+2R1/Rg)(Rf/R3)。
由公式可见,电路增益的调节可以通过改变Rg阻值实现,仪表放大器典型结构见图1。
仪表放大器的特点仪表放大器是一种高增益、直流耦合放大器,它具有差分输入、单端输出、高输入阻抗和高共模抑制比、低噪声、低线性误差、低失调电压和失调电压漂移、低输入偏置电流和失调电流误差等特点。
仪表放大器的优势1、高共模抑制比仪表放大器具有能够消除任何共模信号(两输入端电位相同)而放大差模信号(两输入端电位不同)的特性。
为了使仪表放大器能正常工作,要求它既能放大微伏级差模信号,同时又能抑制几伏的共模信号,实现这种功能的仪表放大器必须具有很高的共模抑制能力。
共模抑制比的典型值为70- 100dB.通常,在高增益时,CMRR 的性能会得到改善,即。
仪表放大器的设计

目录一、绪言 (7)二、电路设计 (8)设计要求 (8)设计方案 (8)1、电路原理 (8)2、主要器件选择 (9)3、电路仿真 (10)三、电路焊接 (13)四、电路调试 (14)1、仪表放大电路的调试 (14)2、误差分析 (15)五、心得体会 (18)六、参考文献 (19)绪言智能仪表仪器通过传感器输入的信号;一般都具有“小”信号的特征:信号幅度很小毫伏甚至微伏量级;且常常伴随有较大的噪声..对于这样的信号;电路处理的第一步通常是采用仪表放大器先将小信号放大..放大的最主要目的不是增益;而是提高电路的信噪比;同时仪表放大器电路能够分辨的输入信号越小越好;动态范围越宽越好..仪表放大器电路性能的优劣直接影响到智能仪表仪器能够检测的输入信号范围..本文从仪表放大器电路的结构、原理出发;设计出仪表放大器电路实现方案;通过分析;为以后进行电子电路实验提供一定的参考..在同组成员张帅威、张智越的共同努力下;大家集思广益;深入探讨了实验过程中可能出现的各种问题;然后分工负责个部分的工作;我和张帅威负责前期的电路设计和器件的采购;后期的焊接由张智越完成;最后的调试由我们三个人共同完成..本报告在做实验以及其他同学提出的富有建设性意见的基础上由我编写;报告中难免会有不足或疏漏之处;还望大家指正为谢第一章电路设计一、设计要求1、电路放大倍数>3000倍2、输入电阻>3000kΩ3、输出电阻<300Ω二、设计方案1、电路原理仪表放大器电路的典型结构如图1所示..它主要由两级差分放大器电路构成..其中;运放A1;A2为同相差分输入方式;同相输入可以大幅度提高电路的输入阻抗;减小电路对微弱输入信号的衰减;差分输入可以使电路只对差模信号放大;而对共模输入信号只起跟随作用;使得送到后级的差模信号与共模信号的幅值之比即共模抑制比CMRR 得到提高..这样在以运放A3为核心部件组成的差分放大电路中;在CMRR要求不变情况下;可明显降低对电阻R3和R4;RF和R5的精度匹配要求;从而使仪表放大器电路比简单的差分放大电路具有更好的共模抑制能力..在R1=R2;R3=R4;Rf=R5的条件下;图1电路的增益为:G=1+2R1/RgRf/R3..由公式可见;电路增益的调节可以通过改变Rg 阻值实现..2、主要器件选择1运放OP07OP07芯片是一种低噪声;非斩波稳零的双极性双电源供电运算放大器集成电路..由于OP07具有非常低的输入失调电压对OP07A最大为25μV;所以OP07在很多应用场合不需要额外的调零措施..OP07同时具有输入偏置电流低OP07A为±2nA和开环增益高对于OP07A为300V/mV的特点;这种低失调、高开环增益的特性使得OP07特别适用于高增益的测量设备和放大传感器的微弱信号等面..(2)OP07特点:A.超低偏移:150μV最大..B.低输入偏置电流: 1.8nA ..C.低失调电压漂移:0.5μV/℃; 超稳定..D.时间:2μV/month..E.最大高电源电压范围:±3V至±22V..3OP07芯片引脚功能说明:1和8为偏置平衡调零端;2为反向输入端;3为正向输入端4接地;5空脚 6为输出;图2 OP07管脚图7接电源“+”;如图2..3、电路仿真1电路图的绘制根据所查资料用multisim11.0画出如图3所示电路图..图32参数确定A. 所设计的电路满足电路放大倍数>3000倍;如图4图4Av=220.793/0.1*1.414>3000 即满足设计要求1..B.所设计的电路满足输入电阻>3兆欧原理:由二分之一分压法在输入端串联一个3兆欧的电阻;如图5图5由实验结果可知3兆欧的电阻分压为1.995uv;即原先电路输入电阻分的电压比较多;所以满足要求2..C.所设计的电路满足输出电阻<300欧;如图6图63元器件的采购根据上述的仿真结果;所设计的电路满足以上要求;最终确定的元器件见下表项目型号数量备注电阻10千欧 4第二章电路焊接1、电路板布局1元器件的布局原则:元器件之间的间距不能太小;另外使元器件的布局尽量美观..另外;应该考虑实际的走线情况..2走线原则:A.导线最好不要裸漏;以免发生短路..B.导线走线在安全的前提下;应尽量保证美观..C.注意OP07的管脚、电解电容的正负极的问题..2、电路焊接原则:焊接的过程中;在原先布局的基础上;应能够保证焊接牢固;按照所设计的电路图焊接电路板..特别要注意的地方是不用电络铁的时候不要长时间使其通电;否则会降低电络铁的寿命;此外;也要掌握焊接的技巧..最终得到的电路板如图7、图8所示图7 图8第三章电路的调试1、仪表放大电路的调试图9根据调试所得的结果;放大倍数和仿真的结果即理论值之间存在一定的误差;此外输入电阻和输出电阻的测量就现有的仪器来看;还存在无法解决的问题;比如函数发生器不能够提供很微小的信号;再测量很微小的量实验室的仪器的精度不够高..所以导致实际的误差有点大;最后测出的结果只能作为参考..为了解决这一问题;特借用了其他实验室的设备;测得的结果如下:仪用放大器的放大倍数:实际的函数发生器输入信号有0.1mv;用交流毫伏表测得输入信号的有效值为0.038mv;如图9的输出波形基本无失真的情况;由交流毫伏表测得输出信号的有效值为115mv..则放大倍数为3026倍;与理论值3146有较小的偏差;基本满足要求..输入电阻以及输出电阻的测量:采用之前的二分之一分压法;所测得的结果基本与要求一致;输入电阻远大于3000千欧;输出电阻也比300欧小得多..2、误差分析1仪器误差在实验室的仪器年代久远;又没有很好的维护;导致有些仪器的内部产生变化;当我们在不同的时间测量同样的量时;也会有不同的变化;比如实验室里的毫伏表;示波器;函数发生器;实验箱都存在一定的误差;给我们测量带来了很大的干扰;函数发生器输出的最小信号是0.9mv;不满足微小信号的条件;还有毫伏表测量的时候数值不稳定;函数发生器内部也存在很大的内阻;此外;示波器的维护也不够;很多示波器的精确度不够高;并且没有好的参照标准..总之;仪器带给我们调试工作的挑战异常艰巨..2电路误差A、共模抑制一个理想的仪表放大器将放大其反相和同相输入端之间的差分电压;而不受同时加在两个输入端的任何直流电压的影响..因而;出现在两个输入端的任何直流电压将被仪表放大器所抑制..这种直流或共模成分存在于许多应用之中..事实上;消除这种共模成分正是仪表放大器在实际应用中的主要作用..B、交流和直流共模抑制直流共模抑制欠佳会在输出端造成直流失调..如果说这个误差还可通过校准解决;那么交流信号共模抑制不良则是个非常棘手的问题..例如;如果输入电路被交流电中50Hz或60Hz信号所干扰;那么会在输出端出现交流失调电压..这种电压的存在将导致系统分辨率下降..只有在最高信号频率远低于50Hz或60Hz的应用中;才可通过滤波解决此问题..C、噪声失调电压和偏置电流最终会在输出端导致失调误差;而噪声源则会降低电路的分辨率..多数放大器中都存在两种噪声源;即电压噪声和电流噪声..正如失调电压和偏置电流一样;这些噪声源对分辨率的影响程度也因应用而异..D、增益误差集成仪表放大器的增益误差由两部分组成;即内部增益误差以及因外部增益设置电阻的公差导致的误差..尽管使用高精度外部增益电阻可防止总增益精度下降;但将成本浪费在精度远远高于仪表放大器精度的外部电阻上并无多大意义..同时;使用标准值电阻时;一般很难精确获得所需增益..第四章心得体会通过全组人的努力;我们从最初的茫然到现在的略知一二;这其中离不开小组成员的不离不弃;仿真、采购、焊接、调试、焊接、调试……;由于一系列因素的干扰;使得我们的进程异常的缓慢;个中原因包括我们的失误、焊接的不仔细、实验室器材的老化……;最终还是在我们的坚持和老师的帮助下;我们的设计结果也只是差强人意..在做本次的课程设计中;我们也试着总结了以下几点:1注意关键元器件的选取;比如对于我们的电路;要注意使运放A1;A2的特性尽可能一致;选用电阻时;应该使用低温度系数的电阻;以获得尽可能低的漂移;对R3;R4;R5和R6的选择应尽可能匹配..2要注意在电路中增加各种抗干扰措施;比如在电源的引入端增加电源退耦电容;在信号输入端增加RC低通滤波或在运放A1;A2的反馈回路增加高频消噪电容..3在焊接之前;我们应该确定好整个电路板的布局以及走线;不要等焊到半途再来考虑..4我们应该高度注意运放的管脚问题、门限电压的大小、电解电容的正负方向的问题..总之;本次实验的收获还是挺多的;我们学会了怎样正确的去调试电路;怎样去分析问题;怎样的去解决忽然而至的问题;我相信这将是以后我实践的一笔巨大的财富..第五章参考文献1、《仪表放大器电路设计》崔利平2、百度百科OP07的中文资料3、《电子线路设计·实验·测试第三版》谢自美4、《仪表放大器应用中的误差与误差预算分析》Eamon Nash。
仪表放大器电路分析

仪表放大器电路设计与比较智能仪表仪器通过传感器输入的信号,一般都具有“小”信号的特征:信号幅度很小(毫伏甚至微伏量级),且常常伴随有较大的噪声。
对于这样的信号,电路处理的第一步通常是采用仪表放大器先将小信号放大。
放大的最主要目的不是增益,而是提高电路的信噪比;同时仪表放大器电路能够分辨的输入信号越小越好,动态范围越宽越好。
仪表放大器电路性能的优劣直接影响到智能仪表仪器能够检测的输入信号范围。
下面从仪表放大器电路的结构、原理出发,设计出四种仪表放大器电路实现方案,通过分析、比较,给出每一种电路方案的特点,为学生进行电子电路实验提供一定的参考。
1.仪表放大器电路的构成及原理仪表放大器电路的典型结构如图1所示。
它主要由两级差分放大器电路构成。
其中,运放A1,A2为同相差分输入方式,同相输入可以大幅度提高电路的输入阻抗,减小电路对微弱输入信号的衰减;差分输入可以使电路只对差模信号放大,而对共模输入信号只起跟随作用,使得送到后级的差模信号与共模信号的幅值之比(即共模抑制比CMRR)得到提高。
这样在以运放A3为核心部件组成的差分放大电路中,在CMRR要求不变情况下,可明显降低对电阻R3和R4,RF和R5的精度匹配要求,从而使仪表放大器电路比简单的差分放大电路具有更好的共模抑制能力。
在R1=R2,R3=R4,Rf=R5的条件下,图1电路的增益为:G=(1+2R1/Rg)(Rf/R3)。
由公式可见,电路增益的调节可以通过改变Rg阻值实现。
2.仪表放大器电路设计1)仪表放大器电路实现方案目前,仪表放大器电路的实现方法主要分为两大类:第一类由分立元件组合而成;另一类由单片集成芯片直接实现。
根据现有元器件,文中分别以单运放LM741和OP07,集成四运放LM324和单片集成芯片AD620为核心,设计出四种仪表放大器电路方案。
方案1:由3个通用型运放LM741组成三运放仪表放大器电路形式,辅以相关的电阻外围电路,加上A1,A2同相输入端的桥式信号输入电路,如图2所示。
仪表放大器的设计教材

仪表放大器的设计教材仪表放大器是用于放大小信号的器件,通常用于正弦波、脉冲或任何其他信号的放大或隔离。
在仪表放大器的设计中,需要考虑信噪比、增益、带宽和线性度等因素,以确保能够准确地放大信号并保持信号的完整性。
以下是一些可能有用的教材来帮助学生设计仪表放大器。
1.《仪表放大器设计指南》这本书是由Texas Instruments出版的指南,介绍了仪表放大器的设计和实现。
本书提供了深入的技术信息,包括放大器的基本原理、输入输出参数、电源电路和电路设计方案。
2.《放大器设计实用指南》这本书详细介绍了放大器的设计原理和技术细节,包括从设计目标到组件选择的所有内容。
读者将学习如何选择适当的电路元件,如何设计适当的放大器电路和如何测试和优化放大器。
3. 《模拟集成电路设计》这本书是一本全面的模拟电路设计教材,其中包括了仪表放大器的设计和实现。
此书介绍了模拟电路设计的基本原理和技术,并提供了大量的例子和实践经验,帮助读者深入了解模拟电路设计。
4. 《多策略放大器设计》这本书详细介绍了如何使用多种技术和策略来设计仪器放大器,以实现更高的放大增益和更好的性能。
书中涉及到的内容包括放大器技术、放大器与传感器的接口、放大器的噪声和抗干扰等方面,对设计过程进行了全面的讨论。
5. 《操作放大器和仪表放大器手册》这本书介绍了操作放大器和仪表放大器的基本原理和应用。
该手册提供了广泛的实践例子,阐述了设计、测试和调整仪表放大器和操作放大器的方法,能够帮助读者更好地理解仪表放大器的设计和使用。
以上这些书籍能够为学生提供深入了解仪表放大器设计原理和技术,并帮助他们掌握各种设计技巧,从而更好地完成实验和课程项目。
仪表运放AD620使用总结

在一般信号放大的应用中通常只要透过差动放大电路即可满足需求,然而基本的差动放大电路精密度较差,且差动放大电路变更放大增益时,必须满足两个电阻,影响整个讯号放大精确度的变因就更加复杂。
仪表放大电路则无上述的缺点。
1. AD620仪表放大器简介图1仪表放大电路是由三个放大器所共同组成,其中的电阻R 与R x需在放大器的电阻适用范围內(1kΩ~10kΩ)。
固定的电阻R,我们可以调整R x來调整放大的增益值,其关系式如式(1)所示,注意避免每个放大器的饱和现象(放大器最大输出为其工作电压±Vdc)(1)图1仪表放大电路示意图一般而言,上述仪表放大器都有包装好的成品可以买到,只需外接一电阻(即式中R X),依照其特有的关系式去调整至所需的放大倍率即可。
AD620 仪表放大器的引脚图如图2所示。
其中1、8引脚要跨接一个电阻来调整放大倍率,4、7引脚需提供正负相等的工作电压,由2、3引脚输入的电压即可从引脚6输出放大后的电压值。
引脚5是参考基准,如果接地则引脚6的输出即为与地之间的相对电压。
AD620的放大增益关系式如式(2)、式(3)所示,通过以上二式可推算出各种增益所要使用的电阻值R G。
图2 AD620 仪表放大器的引脚图(2)即(3)AD620的基本特点为精度高、使用简单、低噪声,增益范围1~1000,只需一个电阻即可设定,电源供电范围±2.3V~±18V,而且耗电量低,可用电池驱动,方便应用于可携式仪器中。
2.AD620 仪表放大器基本放大电路图3为AD620电压放大电路图,其中电阻R G需根据所要放大的倍率由式(3-22)求得,图3 AD620电压放大电路图由式(3)可以计算出放大2倍所需要的电阻为49.4 KΩAD620非常适合压力测量方面的应用,如血压测量、一般压力测量器的电桥电路的信号放大等。
AD620 也可以作为ECG测量使用由于AD620 的耗电量低,电路中电源可用3V干电池驱动;也因此AD620 可以应用在许多可携式的医疗器材中。
精密低功耗仪表放大器INA118及其应用

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注意事项 $ 4
为了更好的使用% ,使用时应注意以下几 & ’ ( ( ) 点: !. 5 6引脚应接地或对地串接一个阻值很低的 电阻, 以获得很好的共模抑制比。
图* 外加偏移调零电路
正 !基极偏置电流回路是% & ’ ( ( )正常的关键。 常情况下基极偏置电流大概在7 图+所示 $ 8 ’ 左右。 是三种不同应用场 合的基极偏置电流 回路的接法。根据不 同情况,采用这些电 路可使输入回路处
图$
由% & ’ ( ( )组成的放大整形电路
万方数据
图+
基极偏置电流回路图
于平衡状态。 !共模输入电压应该严格地限制在正电源电压 以下0 如果共模输 4 9 : 和负电源电压以下( : 之间, 入电压超出这个范围,那么差分放大器的输出电压 将接近于零。
下对% & ’ ( ( )提供保护。其差分输入电压由晶体管 , (和 , -缓冲之后送入芯片内部进行放大处理。 % & ’ ( ( )通 过 在 脚 (和 脚 )之 间 外 接 一 电 阻 . 0 0 0不 / 来实现不同的增益,该增益可从 ( 到 ( 等。电阻 . /的大小可由下式决定:
概述 ’ (
) * + ’ ’ ,是美国 -!- 公司生产的精密仪表放 大器系列中的一种, 它具有精度高、 功耗低、 共模抑 制比高和工作频带宽等优点,适合对各种微小信号 进行放大。 ) * + ’ ’ ,独特的电流反馈结构使得它在 较高的增益下也能保持很高的频带宽度 . /0’ % %时 带宽为 1 。 % 2 3 4 5 ) * + ’ ’ ,由 三 个 运 算 放 大 器 组 成 差 分 放 大 结 且 构, 其内部电路如图 ’所示。内置输入过压保护, 可通过外置不同大小的电阻实现不同的增益 . 从’
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必须收藏的仪表放大器设计及经典应用方案汇总
仪表放大器是一种精密差分电压放大器,它源于运算放大器,且优于运算放大器。
仪表放大器把关键元件集成在放大器内部,其独特的结构使它具有高共模抑制比、高输入阻抗、低噪声、低线性误差、低失调漂移增益设置灵活和使用方便等特点,使其在数据采集、传感器信号放大、高速信号调节、医疗仪器和高档音响设备等方面倍受青睐。
本文为大家介绍仪表放大器的设计及经典应用方案。
差分输入/输出低功耗仪表放大器
全差分仪表放大器具有其他单端输出放大器所没有的优势,它具有很强的共模噪声源抗干扰性,可减少二次谐波失真并提高信噪比,还可提供一种与现代差分输入ADC 连接的简单方式。
基于零漂移仪表放大器的传感器电路优化方案
系统设计师喜欢将模拟链路设计得尽可能短,希望以此来提高信号抗外部噪声的能力。
过长的模拟链要求在后续电路中使用特定的信号处理电路。
使用仪表放大器(IA)连接传感器和ADC,在靠近信号源的地方将小信号放大可以改善一些应用的总信噪比,特别是当传感器不靠近ADC 时。
用于数据采集的超高性能差分输出可编程增益仪表放大器
有一种方法可以构建一个强大的模拟前端,以便在单一信号路径中实现衰减和放大,并且提供差分输出来驱动高性能模数转换器,将一个可编程增益仪表放大器,与一个全差分漏斗(衰减)放大器等级联。
该解决方案简单灵活,具有高速特性,并提供出色的精度和温度稳定性。
仪表放大器电路设计
本文从仪表放大器电路的结构、原理出发,设计出四种仪表放大器电路。