运放在小信号测量中的应用
运放作为一种比较理想的放大器，在小信号测量方面有着非常广泛的应用，本小节介绍两种比较常用的测量电路。
1. 微电压测量
对于测量微电压(几个毫伏的量级)，在现在数字技术已经很发达的今天，基本不是问题。 用运放搭一个同相放大器，将微电压放大到合适的比例，然后再用a/d转换就可以得到这个被放大的微电压值。
这里介绍一下以前在指针式测量的年代，如何测量微电压。 虽然现在不再用这种方式测量微电压了，但这个电路本身还是比较有用的，它可以将微电压转换成电流信号，在要求不是很高的场合下可以直接驱动负载。 微电压测量的电路如下图所示：
图8-05.01
图中，ma为指针式毫安计。 其工作情况分析如下：运放的反相输入端电位为0，s点的电位为：
电流io的表达式为：
由于rf远大于rs，故可忽略括号中的+1，上式可近似为：
其中rs可用来调节vi的可测满量程。 例如，当rf=r1且rs为10ω时，10mv的的输入电压会使运放输出1ma的电流。
另外，由于这个电路需要运放的输出端可输出正负电压，因此其运放元器件在选型时要使用那种正负双电源供电的运放器件。
2. 仪表放大器
仪表放大器(instrumentation amplifier)电路被广泛应用于微小信号的放大和测量，它由3个运放和7个电阻构成。 如下图所示：
图8-05.02
由于这种电路的形式比较固定，因此仪表放大器常被制作于一块集成芯片中，芯片内部含有三个运放和6个经过激光校准的精密电阻r，可调电阻rg留给用户在片外配置，以使用户可以自行调节放大倍数。
下面我们对这个电路进行分析：
运放a3为前面我们分过的差分放大电路，由于其四个配置电阻r阻值相等，其输出电压vo的表达式为：
运放a1和a2的反相输入端分别和它们的同相输入端虚短，并且由于运放的输入电流为0，故流过rg的电流和流过其上下两个电阻r的电流相同，因此可对这三个电阻分别使用欧姆定律列出以下方程组：
根据上两式，可推导出输出vo1-vo2和输入vi1-vi2的关系：
仪表放大器最终输出的表达式为：
常用的仪表放大器集成芯片有lh0036、ad8221等。
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其中rs可用来调节vi的可测满量程。 例如，当rf=r1且rs为10ω时，10mv的的输入电压会使运放输出1ma的电流。
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