专利名称：高共模抑制比前置放大器的制作方法
技术领域：
本发明属于控制类，尤其涉及电子测控技术。
背景技术：
目前，公知的仪器仪表和测控系统通常都在强干扰环境下运行，特别存在着较强的共模干扰，因而高共模抑制比是差动前置放大器的最重要指标。目前的差动前置放大器大都采用三运放或双运放形式的仪器放大器来构成，或采用专门的差动前置放大器集成芯片。当采用三运放或双运放形式的仪器放大器构成差动前置放大器电路时，其电路复杂，成本高，工艺性差，性能低。性能优良的差动前置放大器集成芯片价格十分昂贵，而低价芯片的性能又十分较差，因而难以达到既保证性能，又保持成本低廉等方面的需要。
发明内容
本发明的目的是提供一种高共模抑制比前置放大器，解决上述难题，以满足既保征性能，又保持成本低廉等多方面的需要。
本发明的目的是这样实现的高共模抑制比前置放大器，其并联型双运放仪器放大器的输出端分别与两组阻容耦合电路的输入端连接，两组阻容耦合电路的输出端分别与后级放大器中的集成仪器放大器的输入端连接，共模信号取样电路分别与并联型双运放仪器放大器的输出端连接，两组阻容耦合电路还与共模信号取样电路连接。
由于本发明采用了以上的技术方案，因而具有以下的优点1，共模抑制比为无穷大，输出为双端差动输出信号，且与其外围电阻匹配程度无关。
2，采用集成仪器放大器，并采用阻容耦合电路隔离直流信号，因而取得较高的差模增益，从而得到很高的共模抑制比性能。
3，整体结构简单，高共模抑制比性能可靠，产品易制易销。可广泛用于心电、脑电等各种生物电检测仪器和各种测控系统中，经济和社会效益显著。
图1是本发明的一种高共模抑制比前置放大器的电路原理示意图；图2是本发明的另一种高共模抑制比前置放大器的电路原理示意图。
具体实施例方式
以下结合附图对本发明的实施作如下详述在图1中，高共模抑制比前置放大器，其并联型双运放仪器放大器由运算放大器A1、运算放大器A2、电阻R1、R2、R3构成，两组阻容耦合电路分别由电容C1、电阻R6和电容C2、电阻7构成，后级放大器由集成仪器放大器A4、电阻RG构成，共模信号取样电路由电阻R4、R5、RW构成。
其中，运算放大器A1、运算放大器A2的输出端分别经与电容C1、电容C2与集成仪器放大器A4的输入端连接。电阻R1分别与运算放大器A1、运算放大器A2的输入端连接。电阻R2、R3分别与运算放大器A1、运算放大器A2的输出端及电阻R1的两端连接。电阻R4、RW、R5顺序连接后并联于运算放大器A1、运算放大器A2的输出端。电阻R6、电阻R7的一端与电阻RW的调节端连接，另一端分别与集成仪器放大器A4的两输入端连接。电阻RG与集成仪器放大器A4的另一两输入端连接。
在图2中，高共模抑制比前置放大器的另一种电路中，其并联型双运放仪器放大器由运算放大器A1、运算放大器A2、电阻R1、R2、R3构成，两组阻容耦合电路分别由电容C1、电阻R6和电容C2、电阻7构成，后级放大器由集成仪器放大器A4、电阻RG构成，共模信号取样电路由运算放大器A4、电阻R4、R5、RW构成。
其中，运算放大器A1、运算放大器A2的输出端分别经与电容C1、电容C2与集成仪器放大器A4的输入端连接。电阻R1分别与运算放大器A1、运算放大器A2的输入端连接。电阻R2、R3分别与运算放大器A1、运算放大器A2的输出端及电阻R1的两端连接。电阻R4、RW、R5顺序连接后并联于运算放大器A1、运算放大器A2的输出端。电阻R6、电阻R7的一端与运算放大器A3的输出端连接，另一端分别与集成仪器放大器A4的两输入端连。运算放大器A3的输入一端与电阻RW的调节端连接，另一输入端与输出端及电阻R6、电阻7的相连端连接。电阻RG与集成仪器放大器A4的另一两输入端连接。
在上述图1、图2中，为得到更好的实用效果，运算放大器A1、A2、A3可采用高精度的单电源或双电源运算放大器，如OP777型号。A4可采用高精度的单电源或双电源仪器放大器，如AD620型号。
电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、RG可采用高精度的金属膜电阻器。RW可采用高精度的电位器。
电容器C1、C2可采用漏电小的电容器。
本发明在实际使用时，并联型双运放仪器放大器有一个十分突出的优点，就是它的共模抑制比为无穷大，且与其外围电阻的匹配程度无关。此外，并联型双运放仪器放大器的输出为双端差动输出信号，如果仅用单端输出信号时将不再具有这一优点。所以本发明在后级使用集成仪器放大器A4，将双端差动输出信号转换为常用的单端输出信号。集成仪器放大器具有较优良的性能，但由于其共模抑制比正比于差模增益，而又由于器件存在较高的失调电压和通常信号源中存在较大的直流偏移电压(如检测生物电信号时的极化电压和传感器中的零点偏移电压)，在直接应用集成仪器放大器作为前置放大器时并不能取得最高的共模抑制比性能。因此，在本发明中后级使用集成仪器放大器，并采用阻容耦合电路隔离直流信号，因而使得集成仪器放大器取得较高的差模增益，从而得到很高的共模抑制比性能。为了避免阻容耦合电路的不匹配而降低电路整体的共模抑制比，由电阻R4、R5和RW及运放构成共模信号取样电路，驱动原本接地的阻容耦合电路的电阻端。
本发明的高共模抑制比差动前置放大器，可应用于各种仪器仪表和测控系统中，尤其是心电和脑电等生物电检测仪器中。
权利要求
1.一种高共模抑制比前置放大器，其特征在于，并联型双运放仪器放大器的输出端分别与两组阻容耦合电路的输入端连接，两组阻容耦合电路的输出端分别与后级放大器中的集成仪器放大器的输入端连接，共模信号取样电路分别与并联型双运放仪器放大器的输出端连接，两组阻容耦合电路还与共模信号取样电路连接。
2.根据权利要求1所述的一种高共模抑制比前置放大器，其特征在于，并联型双运放仪器放大器由运算放大器A1、运算放大器A2、电阻R1、R2、R3构成，两组阻容耦合电路分别由电容C1、电阻R6和电容C2、电阻7构成，后级放大器由集成仪器放大器A4、电阻RG构成，共模信号取样电路由电阻R4、R5、RW构成；其中，运算放大器A1、运算放大器A2的输出端分别经与电容C1、电容C2与集成仪器放大器A4的输入端连接，电阻R1分别与运算放大器A1、运算放大器A2的输入端连接，电阻R2、R3分别与运算放大器A1、运算放大器A2的输出端及电阻R1的两端连接，电阻R4、RW、R5顺序连接后并联于运算放大器A1、运算放大器A2的输出端；电阻R6、电阻R7的一端与电阻RW的调节端连接，另一端分别与集成仪器放大器A4的两输入端连接，电阻RG与集成仪器放大器A4的另一两输入端连接。
3.根根权利要求2所述的一种高共模抑制比前置放大器，其特征在于，运算放大器A3的输入一端与电阻RW的调节端连接，另一输入端与输出端及电阻R6、电阻7的相连端连接。
全文摘要
高共模抑制比前置放大器属于电子测控技术，其并联型双运放仪器放大器的输出端分别与两组阻容耦合电路连接，两组阻容耦合电路并分别与后级放大器中的集成仪器放大器的输入端连接，共模信号取样电路分别与并联型双运放仪器放大器的输出端连接，两组阻容耦合电路还与共模信号取样电路连接。具有1，共模抑制比为无穷大，输出为双端差动输出信号，且与其外围电阻的匹配程度无关。2，采用集成仪器放大器，并采用阻容耦合电路隔离直流信号，因而取得较高的差模增益，从而得到很高的共模抑制比性能。3，整体结构简单，高共模抑制比性能可靠，产品易制易销；并可广泛应用于心电、脑电等各种生物电检测仪器和各种测控系统中，经济和社会效益显著。
文档编号H03F3/45GK1414701SQ0212906
公开日2003年4月30日 申请日期2002年8月30日 优先权日2002年8月30日
发明者李刚, 林凌 申请人:天津大学