雙運(yùn)放儀表放大器基礎(chǔ)知識

　　儀表放大器因其極好的性能和使用方便等優(yōu)點(diǎn)。廣泛應(yīng)用在數(shù)據(jù)采集。醫(yī)用儀器。音頻電路。商速信號調(diào)節(jié)等領(lǐng)域。傳感器信號調(diào)理中也常采用儀表放大器的結(jié)構(gòu)。它是- 一種閉環(huán)增益組件，具有一一對差分輸入和單端輸出。與運(yùn)算放大器的不同點(diǎn)是。運(yùn)算放大器的閉環(huán)增益是由其反向輸入端與輸出端之間連接的外部電阻決定，面儀表放大器則是由與輸入隔離的內(nèi)部反饋電阻決定。

　　雙運(yùn)儀表放大器基本配置

　　儀表放大器是基于運(yùn)算放大器的，有兩種基本配置極為常見。第一種基于雙運(yùn)算放大器，第二種則基于三運(yùn)算放大器。圖1所示電路稱為雙運(yùn)放儀表放大器。雙通道精密IC運(yùn)算放大器在大多數(shù)情況下?lián)碛辛己闷ヅ?，例如QP297或QP284。電阻通常是同一芯片上的薄膜激光調(diào)整陣列。儀表放大器增益可利用外部電阻R輕松設(shè)置。無Rg時，增益是1+ R2/R1。實(shí)際應(yīng)用中，R2/R1比值依據(jù)所需的最小儀表放大器增益來選擇。

　　雙運(yùn)放儀表放大器的輸入阻抗本身較高，使得信號源阻抗可能較高且失衡。直流共模抑制性能受R1/R2與R1‘/R2’的匹配限制。如果四個電阻中有任何一個存在不匹配，直流共模抑制比限于下值：

　　請注意，電路凈CMR隨著儀表放大器工作增益增大而成比例提高，從而有效提升較高增益下的性能。

　　IC儀表放大器特別適合同時滿足增益設(shè)置電阻的比率匹配和溫度跟蹤需求。雖然在硅片上制造的薄膜電阻最高具有土20%的初始容差，生產(chǎn)過程中的激光調(diào)整可將電阻間比率誤差減小至0.01% （100ppm）。另外，薄膜電阻溫度系數(shù)之間的跟蹤本身較低，通常小于3ppm/C（0.0003%/C）。

　　使用雙電源時，V一般直接接地。在單電源應(yīng)用中，V.通常連接至等于電源電壓一半的低阻抗電壓源。從Vg到節(jié)點(diǎn)“A”的增益為R1/R2，從節(jié)點(diǎn)“A”到輸出的增益為R2‘/R1’。假定比率匹配是理想的，則從V。請注意，Vk的源阻抗必須到輸出的增益等于單位增益。較低，否則CMR會降低。

　　雙運(yùn)放儀表放大器的一個主要缺點(diǎn)是共模電壓輸入范圍必須相對于增益進(jìn)行取舍。放大器A1必須將Vi 下的信號放大1+ R1/R2倍。如果R1》》 R2（圖1中的低增益示例），一旦V共模信號過高A1將發(fā)生飽和，結(jié)果消耗掉用于放大目標(biāo)差分信號的A1“余量”。對于高增益（R1《《R2），節(jié)點(diǎn)“A”則有更多的余量，可提供更大的共模輸入電壓。