CN207603581U - 一种信号放大电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电子技术领域，公开了一种信号放大电路，包括第一级放大电路和第二级放大电路，所述第一级放大电路包括通用仪表放大器，所述第二级放大电路包括精密运算放大器，所述通用仪表放大器的信号输出端连接至所述精密运算放大器的反向输入端。第一级放大电路的增益由通用仪表放大器的引脚1与引脚8之间的等效电阻决定。本实用新型采用两级放大电路的方式，能够对微弱信号进行放大，克服了放大电路增益过大从而出现输出饱和的问题，并且提高了整个电路的共模抑制比，具有更好的放大效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及一种信号放大电路。
背景技术
在随钻测井的过程中，常采用应变电桥法来测量钻柱的钻压、扭矩等钻井工程参数，应变电桥能把应变片阻值的微小变化转换成输出电压的变化，能够测量出井下最真实的钻压和扭矩，为工程师准确快速地调整钻井参数、改变钻井方式、安全钻井提供实时依据。但是应变电桥的输出电压是一个非常微弱的信号，为了检测这个信号，需要通过信号放大电路对信号进行放大。
由于在微弱信号的检测和处理中，获取的信号是及其微弱的，不能直接选用普通放大器，否则放大器的本底噪声就可能淹没了实际信号。
现有技术中，对微小信号的放大电路，通常采用一级放大，并选用不同型号的放大器。由于输出的信号伴有强噪声，需要提高整个的电路的共模抑制比，并且放大电路的增益不能过大，否则会导致输出饱和的现象。
因此，本实用新型提出了一种信号放大电路，包括两级放大电路，在提高电路的共模抑制比的同时，也克服了由于增益过大出现的输出饱和问题。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于，提供了一种信号放大电路，能够对微弱信号进行放大，并且具有较高的共模抑制比。
本实用新型的具体技术方案如下：
一种信号放大电路，包括第一级放大电路和第二级放大电路，所述第一级放大电路包括通用仪表放大器，所述第二级放大电路包括精密运算放大器，所述通用仪表放大器的信号输出端连接至所述精密运算放大器的反向输入端。
进一步地，所述通用仪表放大器包括引脚1至引脚8。
进一步地，所述第一级放大电路还包括第一电压输入端和第二电压输入端，所述第一电压输入端与所述通用仪表放大器的引脚2相连，所述第二电压输入端与所述通用仪表放大器的引脚3相连。
优选地，所述第一级放大电路还包括第二十二电阻R22，所述第二十二电阻R22的一端与所述通用仪表放大器的引脚1相连，另一端与所述通用仪表放大器的引脚8相连。
进一步地，所述通用仪表放大器的引脚7连接至+5V电源，所述通用仪表放大器的引脚4连接至-5V电源，所述通用仪表放大器的引脚5接地。
优选地，所述第一级放大电路还包括第十九电容C19、第二十二电容C22、第二十五电容C25、第二十六电容C26和第二十四电阻R24，所述第十九电容C19和所述第二十二电容C22的一端均与所述通用仪表放大器的引脚7相连，另一端均接地；所述第二十五电容C25和所述第二十六电容C26的一端均与所述通用仪表放大器的引脚4，另一端均接地；所述第二十四电阻R24的一端与所述通用仪表放大器的信号输出端相连，另一端接地。
进一步地，所述第二级放大电路包括第二十一电阻R21，所述通用仪表放大器的信号输出端通过所述第二十一电阻R21连接至所述精密运算放大器的反向输入端。
优选地，所述第二级放大电路还包括第二十电阻R20和第二十三电阻R23，所述第二十电阻R20的一端与所述精密运算放大器的反向输入端相连，另一端与所述精密运算放大器的输出端相连；所述第二十三电阻R23的一端与所述精密运算放大器的正向输入端相连，另一端接地。
进一步地，所述第二级放大电路还包括第十七电容C17、第二十电容C20、第二十三电容C23和第二十四电容C24，所述精密运算放大器的正电源端连接至+5V电源，所述第十七电容C17和所述第二十电容C20的一端均连接至所述正电源端，另一端均接地；所述精密运算放大器的负电源端连接至-5V电源，所述第二十三电容C23和第二十四电容C24的一端均连接至所述负电源端，另一端均接地。
优选地，所述第一级放大电路的放大倍数为100，所述第二级放大电路的放大倍数为10。
实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：
本实用新型采用两级放大电路的方式，能够对微弱信号进行放大，克服了放大电路增益过大从而出现输出饱和的问题，并且提高了整个电路的共模抑制比，具有更好的放大效果。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的一种信号放大电路的电路图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据再适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
本实施例提供了一种信号放大电路，如图1所示，包括第一级放大电路和第二级放大电路，所述第一级放大电路包括通用仪表放大器，所述第二级放大电路包括精密运算放大器，所述通用仪表放大器的信号输出端连接至所述精密运算放大器的反向输入端。
其中，所述通用仪表放大器包括引脚1至引脚8。所述第一级放大电路还包括第一电压输入端和第二电压输入端，所述第一电压输入端与所述通用仪表放大器的引脚2相连，所述第二电压输入端与所述通用仪表放大器的引脚3相连。
所述第一级放大电路还包括第二十二电阻R22，所述第二十二电阻R22的一端与所述通用仪表放大器的引脚1相连，另一端与所述通用仪表放大器的引脚8相连。所述通用仪表放大器的引脚7连接至+5V电源，所述通用仪表放大器的引脚4连接至-5V电源，所述通用仪表放大器的引脚5接地。
所述第一级放大电路还包括第十九电容C19、第二十二电容C22、第二十五电容C25、第二十六电容C26和第二十四电阻R24，所述第十九电容C19和所述第二十二电容C22的一端均与所述通用仪表放大器的引脚7相连，另一端均接地；所述第二十五电容C25和所述第二十六电容C26的一端均与所述通用仪表放大器的引脚4，另一端均接地；所述第二十四电阻R24的一端与所述通用仪表放大器的信号输出端相连，另一端接地。
所述第二级放大电路包括第二十一电阻R21，所述通用仪表放大器的信号输出端通过所述第二十一电阻R21连接至所述精密运算放大器的反向输入端。
所述第二级放大电路还包括第二十电阻R20、第二十三电阻R23、第十七电容C17、第二十电容C20、第二十三电容C23和第二十四电容C24，所述第二十电阻R20的一端与所述精密运算放大器的反向输入端相连，另一端与所述精密运算放大器的输出端相连；所述第二十三电阻R23的一端与所述精密运算放大器的正向输入端相连，另一端接地。所述精密运算放大器的正电源端连接至+5V电源，所述第十七电容C17和所述第二十电容C20的一端均连接至所述正电源端，另一端均接地；所述精密运算放大器的负电源端连接至-5V电源，所述第二十三电容C23和第二十四电容C24的一端均连接至所述负电源端，另一端均接地。
所述第一级放大电路的增益第一放大器的引脚1和引脚8之间的等效电阻Rg决定，增益计算公式如下：
G＝1+49.4K/Rg＝100 (1)
等式(1)中49.4KΩ是两个内部反馈电阻的和，这些片内金属薄膜电阻是用激光进行微调至绝对精度值。这些内部电阻的精度和温度系数包含在放大器增益精度和温度漂移规格说明中。需要注意的是，通用仪表放大器的精度较高，为了能够保证精度，尽量减少差模信号转换为共模信号，电阻必须达到百分之一的精度。通用仪表放大器具有非常低的偏置电压、温度漂移和高共模抑制，其电源电压低至±2.25V且静态电流只有700uA，是电池供电系统的理想选择。内部输入保护能经受±40V电压而无损坏。
经第一级放大电路的输出电压为
Uo1＝(Vb-Vd)*G (2)
式(2)中，Vb、Vd分别为通用仪表放大器的输入电压，G为第一级放大电路的增益。
第二级放大电路对信号进行10倍的放大。所述第二放大器为单电源、4MHz带宽放大器，具有轨到轨输入与输出特性。该放大器适合要求交流性能与精密直流性能的单电源应用。带宽、低噪声与精密特性组合，使其适合滤波器和仪器仪表等各种应用。
本实用新型采用两级放大电路的方式，能够对微弱信号进行放大，克服了放大电路增益过大从而出现输出饱和的问题，并且提高了整个电路的共模抑制比，具有更好的放大效果。
以上所揭露的仅为本实用新型的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种信号放大电路，其特征在于，包括第一级放大电路和第二级放大电路，所述第一级放大电路包括通用仪表放大器，所述第二级放大电路包括精密运算放大器，所述通用仪表放大器的信号输出端连接至所述精密运算放大器的反向输入端。
2.根据权利要求1所述的一种信号放大电路，其特征在于，所述通用仪表放大器包括引脚1至引脚8。
3.根据权利要求2所述的一种信号放大电路，其特征在于，所述第一级放大电路还包括第一电压输入端和第二电压输入端，所述第一电压输入端与所述通用仪表放大器的引脚2相连，所述第二电压输入端与所述通用仪表放大器的引脚3相连。
4.根据权利要求3所述的一种信号放大电路，其特征在于，所述第一级放大电路还包括第二十二电阻R22，所述第二十二电阻R22的一端与所述通用仪表放大器的引脚1相连，另一端与所述通用仪表放大器的引脚8相连。
5.根据权利要求4所述的一种信号放大电路，其特征在于，所述通用仪表放大器的引脚7连接至+5V电源，所述通用仪表放大器的引脚4连接至-5V电源，所述通用仪表放大器的引脚5接地。
6.根据权利要求5所述的一种信号放大电路，其特征在于，所述第一级放大电路还包括第十九电容C19、第二十二电容C22、第二十五电容C25、第二十六电容C26和第二十四电阻R24，所述第十九电容C19和所述第二十二电容C22的一端均与所述通用仪表放大器的引脚7相连，另一端均接地；所述第二十五电容C25和所述第二十六电容C26的一端均与所述通用仪表放大器的引脚4，另一端均接地；所述第二十四电阻R24的一端与所述通用仪表放大器的信号输出端相连，另一端接地。
7.根据权利要求1所述的一种信号放大电路，其特征在于，所述第二级放大电路包括第二十一电阻R21，所述通用仪表放大器的信号输出端通过所述第二十一电阻R21连接至所述精密运算放大器的反向输入端。
8.根据权利要求7所述的一种信号放大电路，其特征在于，所述第二级放大电路还包括第二十电阻R20和第二十三电阻R23，所述第二十电阻R20的一端与所述精密运算放大器的反向输入端相连，另一端与所述精密运算放大器的输出端相连；所述第二十三电阻R23的一端与所述精密运算放大器的正向输入端相连，另一端接地。
9.根据权利要求8所述的一种信号放大电路，其特征在于，所述第二级放大电路还包括第十七电容C17、第二十电容C20、第二十三电容C23和第二十四电容C24，所述精密运算放大器的正电源端连接至+5V电源，所述第十七电容C17和所述第二十电容C20的一端均连接至所述正电源端，另一端均接地；所述精密运算放大器的负电源端连接至-5V电源，所述第二十三电容C23和第二十四电容C24的一端均连接至所述负电源端，另一端均接地。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种信号放大电路，其特征在于，所述第一级放大电路的放大倍数为100，所述第二级放大电路的放大倍数为10。
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|---|---|---|---|---|
| CN107743020A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-02-27 | 贝兹维仪器(苏州)有限公司 | 一种信号放大电路 |
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