【测控电路】自举式高输入阻抗放大电路

ref 测控电路第五版

有些传感器输出阻抗很高, 要求其测量放大电路有高输入阻抗. 开环集成运放的输入阻抗通常很高, 反相运放输入阻抗远低于同相运放, 为提高输入阻抗, 可在输入端加接电压跟随器, 但会引入共模误差. 在要求较高的场合下, 可采用高输入阻抗集成运放/采用通用运放组成的自举电路.

自举式高输入阻抗放大电路

• ab未接电容$C_2$: 输入电阻$R=R_1+R_2$
• 接入反馈电容$C_2$: 由于虚短, $R_1$两端等电位, 对交流$R_1=\infty$
  • 减小失调电压: $R_3=R_1+R_2$
• 这种利用反馈使$R_1$的下端电位提到与输入端等电位, 减小向输入回路索取电流, 提高输入阻抗, 称为自举电路
  
• 电路
  • $$u_{o1}=-\frac{R_3}{R_1}{u}_i{u}_{o2}=-\frac{2R_1}{R_3}{u}_{o1}=2u_i$$
  • $$i=\frac{u_i}{R_1}-\frac{u_{o2}-u_i}{R_2}=\frac{R_2-R_1}{R_1{R}_2}{u}_i$$
  • 输入电阻
    $$R_i=\frac{u_i}{i}=\frac{R_1{R}_2}{R_2-R_1}$$
  • 当 $R_2=R_1$时, $i_2=i_1$, 运放$N_1$输入电流$i_1$完全由$N_2$的电流$i_2$提供, 输入阻抗无穷大
    • 实际$R_2$与$R_1$总有偏差
  • 输入阻抗越高, 输入噪声越大