可稳定放大1001倍的斩波放大器

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电路的功能

斩波放大器用来测量微弱的电压，过去一直采用机械式斩波放大器，后来改为半导体开关式，使放大器具有良好的直流特性。现在大多使用单片斩波稳定的OP放大器。它具有普通放大器得不到的失调电压及温度漂移等特性。若在数百赫的波段斩波，则宽带噪声很高，各级电路不加低通滤波器电路就不能使用。所以本电路适合在信号频率低、电压很小的情况下使用。电路工作原理MAX420是一种单处斩波OP放大器，电源电压为正负15V（ICL7650电源电压为正负15V），具有良好的输入特性。输入失调电压1UV、输入漂移0.02UV/度，输入偏流100PA，输入电阻10的12次方欧，开路增益150DB等，这些都是25度时的标准参数，普通差动放大器是得不到这样的参数值的。相反，它的交流特性却不太好。在转换速度为0.5V/US、GB积为500KHZ、输入换算噪声是以在DC"10HZ的窄频带下，电平为1.1UVP-P、加低通滤波器为前提条件的。它与普通OP放大器的不同之点在于必须有2个电容器（C2，C3）用来保持失调电压为0，斩波频率约400HZ。开路增益很大，为150DB，即使选定A=1001倍，仍可得到151-60=90DB的环路增益，所以这是一种工作稳定、输入电阻很高、适用于高精度的放大器。因为A1的输入失调电压放大1001倍以后为1MV，所以可用后级的低通滤波器调零。输入信号很小，所以要在A1输入端并联C1，滤除高频。C1的值根据使用环境确定。至于RF噪声的滤除，采用LCN型滤波器效果很好。低通滤波器选定A=1，如果标准电容为CO，则C4应为√2C0，C5应为C0√2。根据R4=R6=1/2XF0C0公式计算，F0=10HZ时，R4、R6约为100K。MAX420的消耗电流为1.3MA，若使用低功率的TL061滤波放大器，输入电流在2MA以内就可使整个电路工作。元件的选择电阻R2、R3对放大精度稳定性起决定作用，所以要选用温度系数小（正负1%以内）的电阻。R3为1M，也需要稳定性好的电阻，但这种电阻价格很贵，在有些情况下，R2取100欧，R3=100K也是要以的。C2、C3最好选用绝缘电阻高的电容器。聚酯薄膜电容可以达到使用要求，但不要使用高电容率真的陶瓷电容。在本电路中，低通滤波器的参数对特性并蒂莲起决定作带，因此，稍有误差也不会有什么影响。应用注意事项因为本电路消耗功率低，使用隔离放大器的辅助电源以后，整个电路可作为浮动的高增益隔离放大器。由于本电路频带很窄，只有10HZ。可作为灵敏度高的记录仪前置放大器。