航天測試技術（簡體書）

4.1.2放大器
通常情況下，傳感器輸出的信號都很微弱，需要用放大器放大后才便于后續記錄。信號變換器對放大器的基本要求主要體現在以下4個方面。
（1）基本性能。線性好，增益高且可調，轉換速率高。
（2）抗干擾能力。高共模抑制比，低噪聲，低漂移。
（3）阻抗匹配特性。輸入阻抗高，輸出阻抗小。
（4）動態特性。工作頻率范圍寬，可調性好。
放大器的基礎為集成電路中的運算放大器。常用的放大器是電壓放大器，有測量放大器、儀器放大器、程控增益放大器和隔離放大器等。
由于單個的運算放大器無法完全滿足放大器的基本要求，測量放大器通常由多個分立的運算放大器組成，通過阻抗變換和增益變換兩級變換，滿足放大器的高共模抑制比、高輸入阻抗、高增益和低噪聲等要求。但由于測量放大器需要用戶自行設計電路并配置外圍的電路元件，實際制成的測量放大器通常性能不如預期好并且調節復雜，因此，測量放大器僅用于要求不高的場合。
儀器放大器實質上是集成的測量放大器。儀器放大器使得用戶只需在外圍配接個別電阻、電容等元件即可獲得高性能的放大器，大大簡化了電路設計和使用。近年來，許多著名公司都推出了自己的儀器放大器芯片，典型如AD公司的AD522和BB公司的INA114等。這些儀器放大器的共模抑制比可以達到130dB以上，輸入阻抗高達10Ω以上，電路增益可以達到1000。
程控增益放大器是可以通過軟件控制實現放大器增益自動切換的放大器。程控增益放大器在計算機數據采集系統中應用較為廣泛，通過與AD轉換器組合，再配合軟件控制實現多路輸入信號的增益與量程的最佳匹配，使經程控增益放大器調節后的輸出信號幅度接近顯示記錄儀器的滿量程，可顯著提高測量精度。程控增益放大器實現功能的基本思路是：用譯碼器和開關驅動器等器件實現一組電子開關的控制，用一組電子開關和電阻網絡相配合改變放大器的外接電阻值，以此達到改變放大器增益的目的。
在測試中常遇到的一類干擾是由測量儀器之間共用地線形成地回路引起環路電流產生的。產生環路電流的原因一般是傳感器和信號變換器之間距離較遠，兩者的地電位不一致而引起環路電流產生的。隔離放大器就是一種通過隔離設計使放大器的輸出和輸入不共地從而切斷地回路和抑制共地干擾的特殊放大器。有關共地引起干擾的機理詳見8.4節。