TI-INA121放大器介紹

最近在忙著研究微小電壓放大功能，想起來好像很久沒有寫東西了。接觸了幾個放大器都是TI的，因為我不是學電子的，所以放大器這種東西還是比較陌生的，不過已經(jīng)從一竅不通到稍微不堵的情況了。

讓我們來先看一個FET的放大器

在TI的產(chǎn)線的上面有

好像還是沒有說明白什么是儀表放大器，那我換個說法~

（英語：instrumentation amplifier或稱精密放大器簡稱INA，也就是TI對應的一些放大器的名字），屬于差分放大器的一種改良，具有輸入緩沖器。

主要用于放大小差分信號，儀表放大器提供最重要的共模抑制 (CMR) 功能。它消除了在兩個輸入上具有相同電位的任何信號。輸入之間具有電位差的信號被放大。

儀表放大器 (In-Amp) 用于低頻信號 (<1 MHz) 以提供大量增益。它放大輸入信號，抑制輸入信號中存在的共模噪聲。

不需要輸入阻抗匹配，使放大器適用于測量以及電子儀器上，也就是說常用于需要高增益精度和高直流精度的場合。

在數(shù)據(jù)采集、傳感器信號放大（測試測量和實驗儀器）、高速信號調(diào)節(jié)、醫(yī)療儀器和高檔音響設備等方面倍受青睞，但這類器件成本較高。而電流檢測放大器價格便宜，能夠處理較高的共模電壓，部分特性與儀表放大器類似，因而，在某些應用中，比如從-48V-+5V電源變換器中，可以用電流檢測放大器替代儀表放大器。

儀表放大器通常用于放大低電平信號，抑制噪聲和干擾信號。一個好的儀表放大器必須滿足以下規(guī)格：

1、有限、準確和穩(wěn)定的增益

由于儀表放大器需要放大來自換能器設備得非常低電平的信號，因此高和有限增益是基本要求，增益還需要準確，閉環(huán)增益必須穩(wěn)定。

2、更容易的增益調(diào)整

除了有限和穩(wěn)定的增益外，增益因子在規(guī)定的值范圍內(nèi)的變化也是必要的。增益調(diào)整必須更容易和精確。

3、高輸入阻抗

為避免輸入源負載，儀表放大器的輸入阻抗必須非常高（理想情況下是無限大）。

4、低輸出阻抗

好的儀表放大器的輸出阻抗必須非常低（理想情況下為零），以避免對下一級直接產(chǎn)生負載影響。

5、高 CMRR

當通過長線傳輸時，傳感器的輸出通常包含共模信號。一個好的儀表放大器必須只放大差分輸入，完全抑制共模輸入。因此，儀表放大器的 CMRR 在理想情況下必須是無限的。

6、高擺率

儀表放大器的擺率必須盡可能高，以提供最大的不失真輸出電壓擺幅。

什么是輸入阻抗？

輸入阻抗跟一個普通的電抗元件沒什么兩樣，它反映了對電流阻礙作用的大小。對于電壓驅動的電路，輸入阻抗越大，則對電壓源的負載就越輕，因而就越容易驅動，也不會對信號源有影響；而對于電流驅動型的電路，輸入阻抗越小，則對電流源的負載就越輕。

因此，我們可以這樣認為：如果是用電壓源來驅動的，則輸入阻抗越大越好；如果是用電流源來驅動的，則阻抗越小越好

（注：只適合于低頻電路）

什么是雙極性電源？

這個是我找到的最好的雙電源示意圖

當電流或電壓的差值較小并且需要進行精確測量時，就需要使用低輸入偏置電流運算放大器。使用這些運算放大器時，放大器的輸入不會淹沒信號。低輸入偏置電流運算放大器在與傳感器接口的應用中，如光電二極管、pH計或其他靜電計及下游電子產(chǎn)品。

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首先大類還是放大器，儀表放大器具有很高的輸入抗阻性。這是所有的儀表放大器都不需要具有的一項特點。

1，它的 高輸入抗阻性與反向輸入端的抗阻性都十分的高 ，這樣才能起到相互制約平衡的作用。而且，不需要輸入阻抗匹配。直接懟上來就好了。

2、儀表放大器它的用處是使用來處理相對來說 非常低的輸入電壓 , 所以在運行的時候它的自身所帶的噪音不能夠過高，并且不能將噪音帶到信號上。所以它的噪音就十分的低。

3、儀表放大器它具有十分低的輸入偏置電流，而且它的失調(diào)電流誤差也是很低。并且一個高質量的儀表放大器它的線性誤差也是非常小的。

4、儀表放大器它之所以能夠使用在如此之多的電路當中，是因為它具有其獨特之處，也就是它自身就帶有檢測端以及參考端，儀表放大器它是可以允許遠距離的進行電壓的輸出并且內(nèi)部的電阻壓降以及地線壓降( IR) 的影響是可以被減小到最小處。

這個就是放大器內(nèi)部的框圖了，可以看到是三個放大器

典型的儀表放大器配置由三個運算放大器和幾個電阻組成。為了實現(xiàn)最高的 CMRR（共模抑制比），使用了高精度電阻（0.1 % 容差或更好）。這里可以看我的下一個文章說的CMRR的意思。

它主要由兩級差分放大器電路構成。其中，運放A1，A2為同相差分輸入方式，同相輸入可以大幅度提高電路的輸入阻抗，減小電路對微弱輸入信號的衰減；差分輸入可以使電路只對差模信號放大，而對共模輸入信號只起跟隨作用，使得送到后級的差模信號與共模信號的幅值之比(即共模抑制比CMRR)得到提高。

這樣在以運放A3為核心部件組成的差分放大電路中，在CMRR要求不變情況下，可明顯降低對電阻R3和R4，Rf和R5（方框內(nèi)的兩個25k歐，中間的兩個40k歐的電阻，A3上面的電阻）的精度匹配要求，從而使儀表放大器電路比簡單的差分放大電路具有更好的共模抑制能力。在R1=R2，R3=R4，Rf=R5的條件下，電路的增益為：G=(1+2R1/Rg)Rf/R3。由公式可見，電路增益的調(diào)節(jié)可以通過改變Rg阻值實現(xiàn)。