具有低輸入偏置電流和高交流共模抑制性能的高速FET輸入儀表放大器

　　電路功能與優(yōu)勢

　　圖1所示電路是一款高速FET輸入、增益為5的儀表放大器，具有35 MHz寬帶寬和10 MHz時55 dB的出色交流共模抑制（CMR）性能。該電路適用于需要高輸入阻抗、快速儀表放大器的應(yīng)用，包括RF、視頻、光學(xué)信號檢測和高速儀器儀表。高CMR和高帶寬特性還使其成為寬帶差分線路接收器的理想選擇。

　　大多數(shù)分立式儀表放大器需要昂貴的匹配電阻網(wǎng)絡(luò)才能獲得高CMR性能；然而，該電路使用一個集成式差動放大器以及片內(nèi)匹配電阻改善性能、降低成本，并最大程度減少印刷電路板（PCB）布局面積。

　　圖1中的復(fù)合式儀表放大器電路具有下列性能：

　　失調(diào)電壓：4 mV（最大值）

　　輸入偏置電流：2 pA（典型值）

　　輸入共模電壓：?3.5 V至+2.2 V（最大值）

　　輸入差分電壓：±3.5 V/G1（最大值），G1表示第一級增益

　　輸出電壓擺幅：0.01 V至4.75 V（典型值，150 Ω負(fù)載）

　　?3 dB帶寬：35 MHz（典型值，G = 5）

　　共模抑制：55 dB（典型值，10 MHz）

　　輸入電壓噪聲：10 nV/√Hz（典型值，100 kHz RTI）

　　諧波失真：?60 dBc（10 MHz，G = 5，VOUT = 1 V p-p， RL = 1 kΩ）

　　圖1. 高速FET輸入儀表放大器（注意：未顯示電源去耦）

　　大多數(shù)全集成式儀表放大器采用雙極性或互補(bǔ)雙極性工藝制造，并針對低頻應(yīng)用優(yōu)化，具有50 Hz或60 Hz下的高CMR 性能。然而，用于視頻和RF系統(tǒng)中放大高速信號并提供高頻噪聲信號共模抑制特性的寬帶寬儀表放大器的需求正不斷增長。

　　需要用到極高速度、寬帶寬的儀表放大器時，一種常見的方法是使用兩個高輸入阻抗的分立式運(yùn)算放大器來緩沖并放大第一級的差分輸入信號，然后在第二級中將單個放大器配置為差分放大器，以便提供差分至單端轉(zhuǎn)換。該配置通常稱為三運(yùn)放儀表放大器。這種方法需要使用4個相對昂貴的精密匹配電阻，以達(dá)到良好的CMR性能。如果匹配有誤差，則最終輸出也會產(chǎn)生誤差。

　　圖1所示電路能夠解決這一問題。該電路使用ADA4830-1 集成式高速差動放大器。激光調(diào)整薄膜電阻以極高的精度匹配，因此無需使用4個相對昂貴的精密匹配外部電阻。

　　此外，使用高速雙通道ADA4817-2作為輸入級放大器，允許復(fù)合式儀表放大器提供高達(dá)80 MHz的帶寬，同時電路總增益為2.5。

　　采用4 mm × 4 mm LFCSP單封裝的雙通道ADA4817-2放大器和集成式ADA4830-1差動放大器可極大地減少電路板空間，從而降低大型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成本。

　　該電路可在噪聲環(huán)境中使用，因?yàn)锳DA4817-2和 ADA4830-1均提供低噪聲以及高頻下出色的CMR性能。