双运放仪表放大器基础知识

　　仪表放大器因其极好的性能和使用方便等优点。广泛应用在数据采集。医用仪器。音频电路。商速信号调节等领域。传感器信号调理中也常采用仪表放大器的结构。它是- 一种闭环增益组件，具有一一对差分输入和单端输出。与运算放大器的不同点是。运算放大器的闭环增益是由其反向输入端与输出端之间连接的外部电阻决定，面仪表放大器则是由与输入隔离的内部反馈电阻决定。

　　双运仪表放大器基本配置

　　仪表放大器是基于运算放大器的，有两种基本配置极为常见。第一种基于双运算放大器，第二种则基于三运算放大器。图1所示电路称为双运放仪表放大器。双通道精密IC运算放大器在大多数情况下拥有良好匹配，例如QP297或QP284。电阻通常是同一芯片上的薄膜激光调整阵列。仪表放大器增益可利用外部电阻R轻松设置。无Rg时，增益是1+ R2/R1。实际应用中，R2/R1比值依据所需的最小仪表放大器增益来选择。

　　

　　双运放仪表放大器的输入阻抗本身较高，使得信号源阻抗可能较高且失衡。直流共模抑制性能受R1/R2与R1‘/R2’的匹配限制。如果四个电阻中有任何一个存在不匹配，直流共模抑制比限于下值：

　　

　　请注意，电路净CMR随着仪表放大器工作增益增大而成比例提高，从而有效提升较高增益下的性能。

　　IC仪表放大器特别适合同时满足增益设置电阻的比率匹配和温度跟踪需求。虽然在硅片上制造的薄膜电阻最高具有土20%的初始容差，生产过程中的激光调整可将电阻间比率误差减小至0.01% （100ppm）。另外，薄膜电阻温度系数之间的跟踪本身较低，通常小于3ppm/C（0.0003%/C）。

　　使用双电源时，V一般直接接地。在单电源应用中，V.通常连接至等于电源电压一半的低阻抗电压源。从Vg到节点“A”的增益为R1/R2，从节点“A”到输出的增益为R2‘/R1’。假定比率匹配是理想的，则从V。请注意，Vk的源阻抗必须到输出的增益等于单位增益。较低，否则CMR会降低。

　　双运放仪表放大器的一个主要缺点是共模电压输入范围必须相对于增益进行取舍。放大器A1必须将Vi 下的信号放大1+ R1/R2倍。如果R1》》 R2（图1中的低增益示例），一旦V共模信号过高A1将发生饱和，结果消耗掉用于放大目标差分信号的A1“余量”。对于高增益（R1《《R2），节点“A”则有更多的余量，可提供更大的共模输入电压。