勘查仪器原理第三章测量系统基本部件在利用物探仪器进行野外数据采集中,经常会遇到被检测的物理量经过传感器转换成很微弱的微伏级模拟信号,需要用放大器加以放大，此放大器也称为前置放大器,其作用有两点：一是将传感器的高阻抗输出变换为低阻抗输出；二是将传感器输出的模拟信号放大到A/D转换器的量程范围之内。上一节,我们学习了集成运放,知道了集成运放是组成模拟集成电路的最基本“积木块”,而且集成运放种类繁多,特别是通用运放,价格便宜,用途广泛,那么,能不能用作测量微弱信号的前置放大器?回答是否定的。因为,在实际工程中,来自生产现场的传感器信号往往带有较大的共模干扰(任何载流导体与参考地之间不希望的电位差),并且,通用运放一般都具有毫伏级的失调电压及数微伏/°C的温度漂移,所以不能直接用于放大微弱信号。常采用一组运放构成的测量放大器,也称仪表放大器来担任此处的前置放大器。第三节测量放大器3.3.1概述通用运算放大器：两级运放两个技术问题：-++-由（1）（2）（3）（4）解得：2、抗共模干扰能力(一般共模信号是干扰信号)从直流共模信号和交流共模信号两方面考虑⑵对交流共模信号来说，由于输入信号的传输线存在线阻Ri1、Ri2和分布电容C1、C2(因电容是隔直通交的,所以电容在直流共模信号中不起作用)，Ri1C1、Ri2C2分别对地构成回路,情况就不那么简单。在实际电路中由于线路阻抗不平衡，此时抑制交流共模信号干扰有个措施：在其输入端接一个输入保护电路，并将信号线屏蔽。参考图如下：输入信号的共模分量传给屏蔽体关于分布电容再强调一下,任何两金属之间均存在电容,电路中除了专为电容功能设计的电容外,其余产生的电容效应应该都可称为“杂散”电容,比如导线与导线间的潜在电容,线圈圈匝与圈匝之间的潜在电容,另外导线本身也有潜在的电容。看图中运放A4，它接成电压跟随器,也就是说它的输入电压与输出电压大小相等,相位相同,而A4的输入电压正好是共模信号分量,此分量通过跟随器A4传递给屏蔽体,这时,屏蔽体和信号线间对交流共模信号（又称为对地感应信号）是等电位的,C1、C2的分压作用就不存在,降低了交流共模信号的干扰。【共模干扰（Common-modeInterference）定义为任何载流导体与参考地之间的不希望有的电位差】3.3.3测量放大器的主要技术指标2、温漂VI12位A／D转换器5、恢复时间6、电源引起的失调3.3.4测量放大器集成芯片1引脚4、6用于调整放大器零点，将4、6端接到10KΩ电位器的两个固定端;电位器滑动端接负电源U-（脚5）。AD522主要可用于恶劣环境下要求进行高精度数据采集的场合。由于AD522具有低电压漂移(2μV/℃)、低非线性(0.005％，增益为100时)、高共模抑制比(>110dB，增益为1000时)、低噪声(1.5mV（P-P），0.1～100Hz)、低失调电压等特点，因而可用于许多12位数据采集系统中。下图为AD522的引脚及典型接法。1AD522基本连接方法3.3.5测量放大器的使用1、使用测量放大器的原因(1)由于测量放大器接入了“输入保护电路”，使它的抗共模干扰能力远远高于通用运放，特别是对于交流共模信号；（2）为了抑制共模干扰，降低温漂，测量放大器容易做到电路结构上下对称，且增益调节方便；（3）测量放大器具有高共模抑制比、高输入阻抗、低温漂、对微小差模信号很敏感，并适于测量远距离传输过来的信号，非常适宜与传感器配合使用。2、AD521芯片的使用示例AD521与变压器信号、热电偶信号和交流耦合信号的连接如下图所示。负AD522的典型应用由绪论中采集系统硬件组成看出,信号经过传感器、放大器,现在该滤波器,以滤除无用信号。凡是有能力进行信号处理的装置都可以称为滤波器。滤波器应用极为广泛,在所有的电子部件中,使用最多,技术最为复杂要算滤波器,滤波器的优劣直接决定产品的优劣,所以,各国都很重视滤波器的研究和生产。在工程中,常用它来作信号处理、数据传送、抑制干扰。滤波器是一种能使有用信号顺利通过而同时对无用频率信号进行抑制（或衰减）的电子装置。发明时间：1917年发明人：美国、德国科学家开关电容滤波器和电荷转移器等各种滤波器的飞速发展。到70年代后期，上述几种滤波器的单片集成（独立实现单元电路功能，不需外接元器件的集成电路）被研制出来并得到应用。80年代致力于各类新型滤波器性能提高的研究并逐渐扩大应用范围。90年代至今在主要致力于把各类滤波器应用于各类产品的开发和研制。当然，对滤波器本身的研究仍在不断进行。以往主要采用无源元件R、L和C组成模拟滤波器，六十年代以来，集成运放获得了迅速发展，由它和R、C组成的有源滤波器，具有不用电感、体积小、重量轻等优点。此外，由于集成运