仪表放大器

科技工作者之家 2020-11-17

仪表放大器(英语:instrumentation amplifier或称精密放大器简称INA),差分放大器的一种改良,具有输入缓冲器,不需要输入阻抗匹配,使放大器适用于测量以及电子仪器上。

简介仪表放大器(英语:instrumentation amplifier或称精密放大器简称INA),差分放大器的一种改良,具有输入缓冲器,不需要输入阻抗匹配,使放大器适用于测量以及电子仪器上。1

原理与特性特性包括非常低直流偏移、低漂移、低噪声、非常高的开环增益、非常大的共模抑制比、高输入阻抗。仪表放大器用于需要精确性和稳定性非常高的电路。

虽然仪表放大器在线路图上是一颗运算放大器;但实际上是由三颗运算放大器所组成(如图一所示);仪表放大器分成两个部分,输入端的两个电压跟随器提供输入端(+,−)高输入阻抗,后级则是差分放大器,用来做两个输入端的差分放大;不过,通常第二级的差分放大器的增益会设计为1,也就是只做两个电压的相减运算。1

业界现况目前的仪表放大器,大多被许多制造商(包括德州仪器,国家半导体,美国模拟器件公司,凌力尔特和Maxim Integrated Products)作成IC形式,不但可以降低电阻阻抗匹配的问题,而且使用上也很方便,线路面积也相对的缩小,例如AD620,MAX4194,LT1167andINA128.

仪表放大器也可以使用“间接电流反馈结构”,从而延长这些放大器的工作范围负电源端,或在某些情况下,只使用正电源轨设计。在负电源端接地的单电源系统中特别有用,利用这种架构的元件有MAX4208/MAX4209和AD8129/AD8130。

无反馈的仪表放大器Feedback-free instrumentation amplifier)是没有外部反馈网络设计的高输入阻抗的差分放大器。这使得放大器的数量减少(而不是三个),降低噪音(没有热噪声所带来的反馈电阻)和更高的带宽(没有频率补偿)。这样设计的放大器请参考这里。

斩波稳定(或零漂)仪表放大器如LTC2053使用开关输入前端,以消除直流偏移误差和漂移。1

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本词条内容贡献者为:

李嘉骞 - 博士 - 同济大学

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