仪表放大器干翻了我。。。

《运放圣经》学员的学习体会，看起来有点硬广的意思。

我现在的心情怎么说呢？

开心！哈哈哈哈

困惑了好几天的东西有点眉目，也感谢工期的延长，也感谢看海大佬的指点，果然是老师傅有三板斧一下就知道什么毛病了。而且大佬愿意指点我，真的感觉很好。

那我这篇文章就对自己最近的疑惑和解决过程做一个总结，期间的精神涣散的地方也就随风而去了。

不过我还得反思一下，首先我眼高手低的毛病严重，阻挡了我的成长，其次现在我也变得越来越不要脸，下面来看看大佬点评。

对，数学没学明白，转行了

我的王老师也是批评我，就喜欢看理论，不喜欢拿笔算算，这个帐现在就要还。

好好，动手，直接上号

来

快有个什么用，大家又不听你BB，大家就看你做了什么

笑死，隔着屏幕被骂

当然学知识之余良好的皮一下也是可以的，毕竟学习已经很累了

这里也推荐一下老哥的新课程-运放圣经，我记得好像是去年看公众号刷到了老哥的文章，感觉写的平易近人又直击要害，妈的，好喜欢。之前他出过一个99的课程，直接无脑入手。

哪个课，当时没有开始一个项目，没有应用所以有很多的看不懂的地方，或者是难以和作者产生共鸣。现在搬了几个月砖来看，确实是老师傅的良苦用心了，大企业都有人带，创业公司没有，自己救自己，现在还算好，至少看见了正确的路。

我先来夸夸99的这个课吧，因为我现在文章也做不到一天一更了，所以我尽量在这个文章里面把所有的东西都说到。

看海老哥真的是教育界的一股清流

首先是一线下来的老师傅，讲的东西是有实战性的，就是看完就能用，概念不是那么遥远。而且也是真的想教人学会的，而不是圈钱，这个喷张飞电子，我虽然没有买过课，但是他们的文章都是到处copy，简直没有品味。

这个小课呢，正好是一个研发的小缩影

首先电源是电子设计的根本，老哥在这个课程里面简单的讲了讲。

好好，所以又可以去买他的双电源

坐等电源回来给我电路赋能

在4个运放电路里面讲了4个，其实是五个电路，有一个退化的电路是缓冲器，妈的，被害惨了。

然后也辅助一些小Tips，看着是个Tips，你要是不做，反正也就是个Tips，如果你做了，就知道是个坑了。

比如这个

所有的仪放都是有说这个的，但是做电路的时候还是会忘

在课程里面是有讲到这个的，比较形象，但是我觉得这个名字不对，低通照样没有回路还是不行。

在杨老师的书里面有介绍

我的传感器就是第三个了

首先这个是一个毛病

补一下电容的作用

接地，双电源供电，低通滤波

这个哥们儿的电路其实和我的差不多，遇到的问题也和我一样，后面再说。但是是喷一下这个电路，对称是一点没有，跟受了地心引力一样，直往下掉。

得亏老哥脾气好，要是我，直接看不懂

就像提问的艺术一样，一个直观的原理图和必要是场景描述很重要，其实我也好像没有做到，下次改。

这个电路是后面修改过后的电路，在第一个框的时候我煞有介事的接地了，但是没接以前也还是可以用。

但是我看着还是没有直流进去

嗯，舔个脸再去问问

杨老师的书里面写了三运放的回流，我觉得很直观。

这个就是电流迷失了自我

这个是找到了出路

这个是叫全差分好像是，就可以不管回流，后面可以流

再看个经典案例：

这篇文章我时不时的可以看见，这个呆逼工程师就是被拿出来讲课了

看最后一句话。

看里面的电阻

放大的差模信号Vdiff是两个输入端以地电位为参考的电压之差。也就是说，没有给回流的时候，就是没有信号的地，下面的公式的前一个项就没有。

就先简单的这样看

有了回路

看看这个运放呗~以及看看这个工程师想做的东西。

在许多应用中需要调节±10v信号。然而，今天的许多adc和数字ic在低得多的单电源电压下工作。此外，新型adc具有差分输入，因为它们在低电源电压下提供更好的共模抑制、抗噪性和性能。将±10 V的单端仪表放大器连接到+5 V的差分ADC可能是一个挑战。

将仪表放大器连接到ADC需要衰减和电平移位。

这个好像写的不太对

在该拓扑中，OP27设置AD8221的基准电压。仪表放大器的输出信号通过OUT引脚和REF引脚接收。两个1 kΩ电阻和一个499 Ω电阻将±10 V的信号衰减到+4 V。

一个可选的电容C1，可以作为抗混叠滤波器。AD8022用于驱动ADC。这种拓扑结构有五个优点。除了电平移位和衰减之外，对系统的噪声贡献很小。来自R1和R2的噪声对ADC的两个输入都是常见的，很容易被抑制。R5增加了三分之一的主导噪声，因此对系统噪声的贡献可以忽略不计。衰减器将噪声从R3和R4中分离。同样，它的噪声贡献可以忽略不计。该接口电路的第四个好处是AD8221的采集时间减少了1 / 2。在OP27的帮助下，AD8221只需要提供全摆的一半;因此，信号可以更快地沉降。最后，AD8022稳定速度快，这是有帮助的，因为稳定时间越短，ADC采集数据时可以解决的位就越多。这种配置提供衰减、电平移位和与差分输入ADC的方便接口，同时保持性能。

真牛逼啊

可以看到，系统采集考虑了电压的缩放范围，参考是2.5V，也就是信号+2.5V的偏置，接着是一个简单的电阻分压电路。2.5v是ref，10V是OP27的一个输入，也就是R1，R2上面的电源。妈的，有点算不明白了，明天仿真一下。

怎么就两个运放采集时间少了一半？看不懂了，以后我看懂再来还愿。

继续说，上面出现了抗混叠的东西，看海的课程里面也有介绍

在后面有个心电的采集框图，虽然是参考设计，但是为了学习的方便还绘制了框图和按照国情换了一些低端的运放，在设计系统的时候还要考虑这些关系，比如LM324的输出有限。

后面就是调试技巧

我也没有人教过这个

其实现在想起来，哪天我也没有测试对，但是慌乱之下有人指出怎么学，有个方向就是好的。

为什么不对呢？是地的问题，是电源的问题。

在后面你可以可以看到我的对地的理解和使用

课程里面也有小小的解释

出来挨打， 那我连菜鸡都不算

我去垃圾桶呆着

67个课，课课都是日常百思不得其解的问题

每个仿真都是手工搭建

如果有幸你能看到这套视频和我说的书，你会知道我在说什么

好好好

毕竟我是有建国老师签名的书

笑死，看看大师做法

感谢ZUB同学给我要签名哇！！！

好好好，当官了

另外课程里面有些奇奇怪怪的比喻，还是挺上头的

对，这些细节的问题就是设计有问题的，好像所有的运放默认都是双电源，除非它说了单电源的事情

最后再呼喊一次，快来和我一起学习

这个是他做的电源

小巧，一口一个

看范围

看纹波，小的惊人

可以调节

这个是上面的地的回答

还是有点手脚在里面的

纹波属于是交流成分，所以“通道耦合”方式应该使用交流耦合方式，从而限制直流信号的输入。另外，示波器的垂直档位可调范围是有限制的，所以当直流信号过大时可能会导致无法看到纹波。选择交流耦合可以只显示交流纹波信号，方便观测波形。

也在上面的课里面讲了这个

要接地的弹簧测量

本来想试试的，可惜不是这个探头的，明天找找别的

普通的数字I/O：电源的纹波噪声容限比较大，100mV左右都没问题;继电器输出、光耦输出的电源：可容忍达100mV的纹波噪声;工业通讯端口的供电：像RS-232、RS-485、CAN等总线型的电源，本身是数字信号，像RS-485、CAN还是差分形式传输，对电源的纹波噪声不那么敏感，电源的纹波噪声一般控制在75mV左右即可;低速、低精度的数据采集系统：对精度和速度要求不高，纹波噪声控制在50mV一般都能满足数据采集的需求;给低压CPU供电的电源：像类似于1.2V、0.8V的CPU供电系统，对电源的纹波噪声比较敏感，纹波噪声大时容易影响CPU的正常工作，甚至烧坏CPU，一般要求控制在30mV以内;高速、高精度数据采集系统：对精度和速度都有较高要求，对电源的纹波噪声及其敏感，除要求电源的纹波噪声小外，还需选用一些高精度、共模抑制比大的运放来配合，电源的纹波噪声一般都需控制在10mV以内。 看海giegie的电源模块好像正好是可以的。

我电路图的其它问题就是电源问题

下面是仿真的结果。

可以在这里设置管脚的名称要不要显示

这个是里面的信号发射器的接法

50倍放大

我发现，信号发生器输入示波器的位置不一样，就会有一些时延

这次是接在信号发生器的正极，而且这个通路上面的信号是接地的。

时间是差这么多

而且看挡位，这个数值其实已经很小了，就是已经接近地了，回流的感觉

地在靠近输入的地方，最靠近

但是在电阻前面就没有信号了

跨在信号源上面，上面是输入的。下面是输出的，暂且就认为它是能量被消耗了吧

发生源

1k的时候50倍

2mv-100mv好用

100欧姆的时候，输出是1v吗，输入还是2mv，大概是518.41倍

250欧，是200

50欧，1000倍

25，2000倍3.926V，妈的，极限在哪里

10欧的时候，5k倍，终于看到了销波的现象，也就是说，到电源轨了

看这个正负5V的输出，看右下角，是符合仿真结果的，极限就在这里了

接着再研究，4.101v是极限，看看数据手册啥的。

电源的话还是可以加大的！

当换成6V的时候就看到了这个，极限在5.7V这个是什么情况呢

样子如此

电源换成15的时候输出确实很大

感觉可以到这里， 这个运放就画了电源，我觉得是因为地方大吧？

接下来换成2.5的电源

这个摆幅在1.5v的样子

0.2V，还有多少7.5倍

50欧的 1000倍，极限是1.6v

双电源固然好，但是不如在REF上面探索一番，看看单电源的工作情况。

2.5V的ref

直接就给我个不好看，想想的事情没有发生

我真吐了，都是我写的,又不完全懂

我不知道看到这里的人有多少，但是这里才是这个文章的干货所在，甚至我都不知道能不能回答好这个问题。

首先双电源供电确实是好，可以省去很多问题，但是现在的设备单电源居多，就算用了双电源，我也没有信心可以在Layout的时候可以把纹波搞到看海的那么低。

那么这个问题就是一个看起来简单，但是执行起来蛋疼的问题。

这个图是TI的老图了，几十年没有变

仪表放大器的REF引脚的作用

仪表放大器的REF引脚的作用.补篇

我也以前写过，好像就是+REF就是可以把信号抬高一个直流信号那么大。

没有想象的信号抬起来，而是直接REF输出了

首先是短路了

我的电路是这样的，是不是和参考电路看起来差不多，就是多了两边的东西.

我写不说为什么，先说咋做的。

电路来自TI的一个ECG芯片：

这个是大概要用的引脚

心电

这个电路有个响亮的名字：心电跟随器前端

可能是把？

用了电路就出来了

我都不好意思问改哪里了

就成功了

问题的

第一个问题是：电极上面有一些杂散的电压，如果第一级的放大太多了，会让后级饱和。会削波，失真，低频极化干扰。

ECG/EEG/EMG 系统中的生物电势电极传感器以前写过

二：抑制，高频会通过系统，低频通不过

三：低端运放的输入失调电流大-100nA X 2M = 75 mV的电压，会放大，会反向共给上面的RC的R，形成一个大电压。电压除以这个电压=20倍

四：为什么要电压抬升，是因为采集的电压要在直流之上，所以在输入端就要抬升

一个问题

我看看怎么个事情

我怀疑这小子不懂运放，问个这问题

也就是说，他没有把输入的信号抬起来

电容的作用是把前面的信号耦合进来

然后+一个直流的偏执，整体的抬了起来

说实话我看不出来电压的变化

看我这个就懂了

探头在电容后

这次就OK了，就直接抬起来了

这个抬升是一个数值+小信号，相当于

好好好，睡了

问题就在单电源的共模电压问题，加一个直流偏置以后偏移到正常位置。

• 审核编辑 黄宇