电气与电子
仪表放大器计算器
计算增益，选择增益电阻并检查内部输出电压。
01
输入参数
02
计算结果
- 电压增益
- —
- 理想输出电压
- —
- 电压 · V+ − V−
- —
- 电压 · VCM
- —
- VA
- —
- VB
- —
- 剩余输出裕量
- —
公式
—检查差分增益与内部电压余量
建立图示三放大器仪表电路的模型。计算差分增益与理想输出，并按输入限值检查内部电压。简化余量检查无法确定真实器件完整的共模范围。
操作步骤
- 输入匹配的各级电阻、两个输入电压及输出参考。区分图中输入级和输出级电阻对。
- 输入供电上下限与余量。设计增益时选择目标和标准系列，再应用建议增益电阻。
- 比较理想输出、输入共模和内部输出。最终输出看似合理，仍可能出现内部越界警告。
设置与限制
- 增益电阻
- RG 控制第一级增益。末级电阻比例也会放大差值；取整后应检查总增益。
- 参考电压
- 参考电压平移理想输出但不改变差分输入。它不会等量移动所有内部节点，也不会自动解决共模限制。
- 电压余量
- 输入余量缩小所有被检查节点可用的电源区间。实际输入、输出范围取决于器件、负载和供电。
操作示例
使用下方差分输入示例。最终输出和两个前级输出都在所选可用区间内。
示例输入
R = 10 kΩ; RG = 1 kΩ; Rin = Rout = 10 kΩ
Vref = 0 V; V− = −5 V; V+ = 5 V
h = 0.2 V| Vin+ / Vin− | G | Vout | VA | VB | ΔVrail |
|---|---|---|---|---|---|
| 1.01 / 1 V | 21 V/V | 0.21 V | 0.9 V | 1.11 V | 3.69 V |
| 4.9 / 4.9 V | 21 V/V | 0 V | 4.9 V | 4.9 V | −0.1 V |
然后将两个输入设为表中相同高值。理想差分输出为零，内部节点却超出所设余量限制。
常见问题与故障排查
为何输出很小时也警告？
前级响应输入共模电压。即使相减后最终输出很小，前级也可能失去摆幅空间。
取整后的增益精确吗？
RG 标准值产生所显示的标称增益。电阻容差、失调和有限共模抑制还会带来额外误差。
这些限值适合任何仪表放大器芯片吗？
不适合。请查看输入共模与输出范围的关系以及参考端要求。集成器件不一定遵循这一简化分立拓扑。