在电子测量技术中,用于放大微弱信号并提高其稳定性、准确性及精度的仪表放大器具有重要的作用。那么,仪表放大器由哪些电路所组成呢?下面将会从放大器结构、电压放大器、运算放大器和反馈电路四个方面进行详细阐述。
仪表放大器主要由输入电路、放大电路和输出电路三部分构成。其中输入电路主要处理电路信号的传送和防止输入信号的损失;放大电路是实现信号放大的主要部分;输出电路主要是将放大的信号传送到下一级电路。
具体来说,输入电路主要由输入端、输入端电路与电源电路组成;放大电路由多级放大器组成,如交流放大器和直流放大器等;输出电路由输出端输出电路与电源电路组成。在整个仪表放大器中,各个电路间都有紧密的联系,形成一个有机整体。
在仪表放大器中,电压放大器作为放大电路中重要的一部分,是将输入信号放大到指定比例的电压信号。电压放大器的实质是一种差动放大器,其中的差模放大器可以更好地减小噪声、提高增益。差模放大器的优越性主要表现在它可以将两个相同和对称输入信号抵消,而将信号放大。
然而,由于实际输入信号往往是不对称的,因此需要与对称电路进行匹配。在这个过程中,放大器不仅要放大有用信号,还要达到电压稳定的效果,这就需要通过差分输入和负反馈的作用来实现。
运算放大器,也是仪表放大器中非常重要的电路之一,它可以将输入信号放大到非常高的电压水平,并将输出信号与输入信号之差放大。
运算放大器通常有两个输入端口,一个是非反相输入端口,一个是反相输入端口,并输出给反馈网络。反相输入端口的电阻比非反相输入端口的电阻高,这是为了保证输入端口的电流一直保持在很小的值,以避免输入端电路的影响。运算放大器的输出端通常用来驱动下游负载电路,如模拟加法器、模拟减法器、模拟积分器、模拟微分器等。
在仪表放大器中,反馈电路也是一个非常重要的部分,可以在放大器的输出与输入之间建立故障控制回路。通过控制电路中的正反馈和负反馈电流,反馈电路可以实现电压增益、频率响应、输入阻抗、输出阻抗等不同的控制效果。
反馈电路主要包括电压反馈和电流反馈两种。其中,电压反馈就是将反馈电路与输入端电路中的电压直接相连;电流反馈则是将反馈电路与输入端电路中的电流直接相连。这两种反馈电路在实际的电路中都有广泛的应用,其效果也得到了很好的验证。