INA333是一款低功耗、零漂移、轨到轨输出的仪表放大器。对于微弱电信号的放大具有良好的效果,便于AD对信号的采集。其他的具体参数见数据手册。
其内部结构如下图所示:
芯片内部集成了传统的仪表放大电路,从而避免了复杂电路的搭建。其增益G=(1+100k/Rg),我们可以根据实际情况选择Rg来改变微弱信号的放大倍数。关于Rg的选择可参考下表:
在本次试验中我们选择了Rg为1k,即放大倍数100倍,基准端选择2.048v的基准电压。关于芯片的基准端我们可以让它接地,也可以加基准电压,但基准电压必须低于供电电压1.5v。一般情况下我们选择了基准电压,这样做都是为了更好的驱动后一级的电路和减小误差。
具体电路图如图所示:
根据原理图画出PCB,实验中所用到的主要器件包括INA333和opa2340,opa2340是一款精密的轨到轨运放,在这个电路中作为两个电压跟随器,作用分别是去除输入的纹波和输出的缓冲电路。
调试结果:根据理论计算,微弱信号的变化范围是0~25.26mv,则输出电压的变化范围为0~4.574v.(因为此时的电压放大倍数为100倍)。
实际结果:微弱信号的变化范围为11.2mv~31.4mv,实际输出电压范围3.17v~5.05v。
结果分析:微弱信号的变化范围与理论范围有所出入,与所搭电桥有关,电阻的变化和不稳定都对结果有所影响,所以实际的微弱信号参数就有些许变化。
2012/7/29上午实验
供电电压:5.04v 电桥输入电压:5.04v
实验数据:
微弱信号输入
输出电压
减去基准电压2.048
放大倍数
11.2mv
3.17v
1.122v
100.18
15.1mv
3.58v
1.532v
101.46
18.9mv
3.96v
1.912v
101.16
22.8mv
4.35v
2.302v
100.96
27.3mv
4.80v
2.752v
100.81
29.7mv
5.04v
2.992v
100.74
由实验数据可得放大倍数为100.885,而理论计算G=1+100k/Rg 得G=101;
由此可见,信号被放大了100.885倍,其误差为%0.1,其所以基于INA333的仪表放大实验可以达到要求,对小信号有较好的放大效果。
总结
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:将INA333和opa340搭配使用,实现了对小信号的低误差放大,在实际运用中,可将200Ω的滑阻换成pt100等传感器,进而实现特定的功能。另外opa340还可搭建AD的驱动电路,所以可在后一级加一AD进而对放大电路得到的数据进行采集。