式中50kΩ为INA128内部的两个放大器反馈电阻之和,它们都经过激光校正,具有很高的精度和很小的温度系数,手册给定的器件性能已经包括了它们的影响。外接电阻的精度及温度稳定性直接影响增益,特别是增益较大时(G≥100),连线及插口的电阻也会对增益带来附加误差。也就是说,式中的RG值应为外接电阻与连线等杂散电阻的总和。

噪声干扰

INA128的内部噪声很小,当G≥100时,0.1Hz到10Hz的低频噪声输出的电压信号大约只有0.2μVp-p,这比目前最新的低噪声斩波放大器还要小很多。为减小外部干扰和电源噪声的影响,应在紧靠电源引脚的地方接去耦电容器。

失调补偿

INA128经过激光校正,因此,失调和温漂都很小,多数情况下无需调整,必要时可对电路进行外部补偿。加电压跟随器将调零电路与仪表放大器加以隔离,维持引脚Ref的低阻抗,保证了放大器良好的共模抑制比。

共模输入信号范围

若输入信号中的共模电压过大时,会使输入放大器饱和。在临界饱和时,VO的输出电压为VO=VCM-VO/2。INA128的线性输入范围大约从电源-1.7V到+1.4V。对于确定的电源电压,输出电压Vo越大,允许的共模信号越小。

低电压运行

INA128的最大特点是适用的电源电压范围很宽。电源电压从±2.25V到±18V变化时,大部分参数仍能维持很好的性能,其具体电路如图6所示。

图6 放大电路原理图

滤波电路设计

压力传感器的信号经过调平衡电路和仪表放大器之后为了达到比较理想的测量效果,往往还需要对信号进行滤波,去除信号中叠加的噪声干扰。本文计划采用二阶压控低通滤波器,实现对压力传感器信号的滤波。测量系统从传感器拾取的信号中,往往包含噪声和许多与被测量无关的信号,并且原始的测量信号经传输、放大、交换、运算及各种其他处理过程,也会混入各种不同的噪声,从而影响测量的精度。这些噪声一般随机性很强,很难分布于频率域中某一特定的频带中。信号分离电路一般利用滤波器从频率域中实现对噪声的抑制,提取所需的测量信号,是各种测量系统中必可少的组成部分。在实际的测试系统中,如果要求我们放大的是微弱的小信号,在放大的同时一些干扰信号也随之放大,严重的影响了我们的测试质量,因此,需要对原始信号进行预处理。前置滤波电路(抗混叠滤波器)是我们削弱噪声一种常用手段。滤波器的主要功能是让指定频段信号能较顺利地通过,而对其它频段信号起到衰减作用。在高冲击场的测试中,前期需要抑制的主要是高频信号,以避免在一定的采样频率下造成信号频谱的混叠。需要设计低通滤波器来进行预处理。低通滤波器的作用是使高频信号尽可能的衰减,而使有用的低频信号顺利通过。